3.5.Разработка режима нагрева и охлаждения

Температура начала ковки: t_к=1200С.

Температура окончания ковки: t_к`=850С.

Нагрев легированной конструкционной сталь осуществляется в полуметодической печи.

Время нагрева заготовки в печи рассчитываем по формуле Н.Н.Доброхотова

,

где: Z – общая продолжительность нагрева, включая выдержку, ч; D₀ – диаметр заготовки, м.

Коэффициент  для легированной стали принимается равным 20.

Нагрев до температуры 1200 С подразделяется на два периода: от 20 до 850С и то 850 до 1200С.

В первом периоде, для легированной стали, время нагрева равно 66% то общего времени нагрева.

Время нагрева также зависит от количества и способа укладки заготовок в печи. При загрузке заготовок в ряд с интервалом в 0,5D, время нагрева заготовок увеличивается приблизительно в 1,4 раза.

Время выдержки заготовок в печи составляет около 1/3 от общего времени.

(ч) 38 (мин),

Z_В= 38/3 13 (мин),

Z_нагр= 38-13 =25 (мин).

1 Период:

Z_нагр= 25*66% =16,5 (мин),

Z_{выдержки}= 13*66% =8,6 (мин).

2 Период:

Z_нагр= 25-16,5 =8,5 (мин),

Z

t, C

Z, мин.

_{выдержки}= 13-8,6 =4,4 (мин).

3.6. Назначение технологических операций штамповки

Осадка – это технологическая операция, при которой увеличивается сечение заготовки перпендикулярное действующей силе, и уменьшается размер по высоте (вдоль этой силы).

Предварительная штамповка предназначена для приближения формы заготовки к форме окончательной поковки.

Окончательная штамповка – это и есть та операция, в результате которой мы получаем поковку нужных нам форм и размеров.

После окончательной штамповки наша деталь подвергается одновременной обрезке и прошивке.

3.7. Расчет усилия штамповки и выбор технологического оборудования

Выбираем:

усилие штамповки – 1600 т;

производительность – 1000 кг/ч.

4. Разработка технологического процесса предварительной термической обработки

Для начала рассмотрим, что же такое термическая обработка([5],стр.50).

Термической обработкой стали, называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения с целью изменения структуры, твердости, износостойкости, прочности или других свойств стали.

4.1. Выбор, обоснование и характеристика необходимого вида разупрочняющей термической обработки

В качестве предварительной термической обработки для зубчатого колеса, выполненного из легированной конструкционной стали 25 ХГМ, мы выбираем нормализацию.

Нормализация - это процесс термической обработки, имеющий смысл в нагреве стали на 30-50 С выше верхней критической точки, при которой образуется однородный аустенит, выдержки при этой температуре и охлаждении на спокойном воздухе. Нормализация применяется для повышения механических свойств стали и подготовки ее структуры для последующей термической обработки. Она требует наименьших затрат времени и является более экономичной по сравнению с отжигом.

4.2. Расчет режимов термической обработки

Температура нагрева ([2], стр.6, табл.1) 860 С.

Время нагрева ([5], стр.58, табл.15) 33,8 мин.

Время выдержки ([5], стр.59, табл.16) 30 мин.

Охлаждение на воздухе до температуры 20 С.

4.3. Механические свойства после предварительной термической обработки

В результате нормализации твердость стали немного увеличивается 19-23 HRC, а размер зерна уменьшается.

После превращений аустенита у доэвтектоидной стали устанавливается феррито-перлитная структура:

Феррит- это твердый раствор внедрения углерода в -железо с объемно-центрической кубической решеткой, где углерода содержится 0,006 %, а твердость 80-100 НВ.

Перлит- это механическая смесь феррита и цементита, твердость которой 200 НВ.