Выбор исходного материала
Для изготовления заданной детали (шайбы) требуется износостойкая и коррозионностойкая сталь такая, чтобы
σв= 420 Мпа, НВ = 2100 Мпа
Для изготовления данной детали наилучшим материалом является самозакаливающаяся сталь марки ПК20Х13.
Таблица 1. Характеристики стали ПК20Х13.
в , МПа |
, г/см^3 |
НВ, Мпа |
Относ.удлин, % |
420 |
6,8 |
2100 |
2 |
Состав стали марки ПК20Х13:
Железо (основа) – 86,8%;
Углерод – 0,1 – 0,3%
Хром (легирующий элемент)– 12,0 – 14,0%
Легирование преследует целью повышение комплекса механических свойств или придание материалу специальных свойств: магнитных, жаропрочности, коррозионостойкости.
Хром неограниченно растворяется в железе в жидком и твердом состоянии, активно расширяет область - Fe. Хром аналогично большинству легирующих элементов, способствует уменьшению содержания углерода в перлите, повышению устойчивости переохлажденного аустенита, снижению критической скорости закалки, увеличению прокаливаемости стали. Хром – карбидообразующий элемент. Хром повышает прочность и износостойкость материала.
Хромистые стали используют в качестве конструкционных материалов. Для порошковых сталей легирование хромом также представляет интерес ввиду эффективности его воздействия, невысокой стоимости и достаточной распространенности. Сдерживает внедрение хромистых сталей высокое сродство хрома к кислороду. Хром вводят в шихту в виде лигатур.
Эффективно использование хромистых сталей в качестве антифрикционных и износостойких материалов.
2. Выбор, обоснование и описание технологической схемы.
2.1 Выбор технологии.
Для выбора технологии необходимо посчитать каким способом мы сможем достигнуть нужной плотности.
Относительная плотность рассчитывается по формуле:
= пр/ комп *100%;
комп=100/(с1/1 + с2/2 + …+ сn/n)
где с1, с2, сn – весовые концентрации элементов в компактном состоянии.
1, 2, n – компактные плотности элементов в порошковой смеси.
Компактные плотности элементов:
Железо – 7,86 г/см^3;
Углерод – 2,26 г/см^3;
Хром – 7,10 г/см^3.
комп= 100/(13/7,1 + 0,2/2,26 +86,8/7,86) = 7,71
=6,8/7,7 *100% = 88,3% =>
=> Для получения плотности изделия 6,8 г/см^3 достаточно однократного прессования и спекания.
2.2 Технологическая схема
Порошок железа Порошок графита Порошок хрома
Контроль
Контроль Контроль
Просев Просев
(сетка
01) (сетка 0035)
Вибросито ВС-2
Контроль
Контроль
Смешивание 3 часа
Плужковый смеситель
Пж-630 НБК
Контроль
Прессование Р=700 МПа
Пресс КА 8146
Контроль
Спекание Т=1250 С, 1 час
Диссоциированный
аммиак
Контроль
Маслопропитка Т=120 С, масло
индустриальное
Готовое изделие