5. Предварительная термическая обработка.
Термической обработкой называется технологический процесс, состоящий в нагреве изделия до заданной температуры, выдержке (для прогрева садки и завершения фазовых превращений) и последующем охлаждении с целью изменения структуры и свойств.
Проведём нормализацию.
Нормализации чаще всего подвергают, конструкционные стали после горячей обработки давлением и фасонного литья. Нормализация отличается от отжига в основном условиями охлаждения; после нагрева до температуры на 50-70°С выше температуры Ас3 сталь охлаждают на спокойном воздухе.
Нормализация – более экономичная термическая операция, чем отжиг, так как меньше времени затрачивается на охлаждение стали. Кроме того, нормализация обеспечивая полную перекристаллизацию структуры, приводит к получению высокой прочности, так как при ускорении охлаждения распад аустенита происходит при более низких температурах. Нормализация позволяет несколько уменьшить анизотропию свойств, вызванную наличием в горячедеформированной стали вытянутых неметаллических включений.
5.1 Расчёт режимов предварительной термической обработки.
Для нагрева стальных изделий до заданной температуры зависит главным образом от температуры нагрева, степени легированности и др.
В
ремя
на нагрев до необходимой температуры
определяем по формуле:
Где С – время нагрева на 1мм изделия, сек. С=70 (принагреве от 800 до 900° С)
D – диаметр нагреваемого изделия, мм;
П
одставляя
значения в формулу (8) определяем время
нагрева аготовки:
Продолжительность
выдержки изделия при заданной температуре
(без нагрева) определяем по формуле:
П
одставляя
значения в формулу (9) определяем время
выдержки:
Скорость охлаждения на воздухе примерно 3° С в секунду, поэтому получаем (дисперсную) структуру – сорбит (оптимальное сочетание прочности и пластичности
Д
ля
ОМД).
График нормализации.
6. Предварительная механическая обработка.
6.1 Токарная черновая обработка.
Фрезерно-центровочная операция: фрезеровать торцы – подача 0,5 мм, скорость резания 60м/мин., станок фрезерный 2А622, центровать с двух сторон, сверло центровочное;
Токарная операция: скорость резания 50 м/мин., подача 0,4 мм/об., станок токарно-винторезный 1К62, резец проходной Т5К10, инструмент мерительный – штангенциркуль.
6.2 Токарная чистовая обработка.
Точить начисто ротор: скорость резания 60м/мин., скорость резания 20 м /мин, подача 0.15-2.0 мм/об, точить фаски, резец подрезной.
6.3 Нарезание зубьев.
В серийном производстве, применяется нарезание зубчатых колёс по методу обкатки с помощью червячной модульной фрезы. Этот способ обладает высокой производительностью и точностью. Выполнятся на специальных зубофрезерных станках.
7. Окончательная термообработка.
Химико-термическая обработка (ХТО) называют технологические процессы, приводящие диффузионному насыщению поверхностного слоя детали различными элементами. ХТО применяют для повышения твёрдости, сопротивление усталости и контактной выносливости, а также для защиты от электрохимической и газовой коррозии.
Технологический процесс диффузионного насыщения углеродом называется – цементацией. Обычно после цементации, сталь подвергают закалке и низкому отпуску. После такого комплексного процесса концентрация углерода на поверхности стальной детали доводится до 0,8-1%, структура низко отпущенного мартенсита с мелкими сфероидальными карбидами хорошо сопротивляется износу.
Серцевина детали, содержащая 0,08-0,25% углерода, остаётся вязкой.
Проводим газовую цементацию при температуре 920-950° С.
Ориентировочное время процесса
=
6 час.
Эффективная толщина цементованного слоя 0,6 мм.
Для обеспечения высокой поверхностной твёрдости, прочности, ударной вязкости требуется получить мелкое зерно, как на поверхности детали, так и сердцевине. Поэтому необходимо цементированную деталь подвергнуть сложной ТО, состоящейиз закалки и низкого отпуска.
Закалка – процесс термической обработки, обуславливающий получение неравновесных структур превращения или распада аустенита при резком переохлаждении со скоростью выше критической. Закалка осуществляется путём нагрева изделия до температуры 860°С и выдержке при этой температуре с последующим охлаждением со скоростью 90 град/сек.
Низкий отпуск при 180-200° С, уменьшает остаточные напряжения и не снижает твёрдость стали.