1.2.1. Призначення і види термічної обробки:

1.2.1.1. загартування;

1.2.1.2. віджиг;

1.2.1.3. відпуск;

1.2.1.4. старіння;

1.2.1.5. нормалізація.

1.2.2. Хіміко-термічна обробка криці:

1.2.2.1. цементування;

1.2.2.2. азотування;

1.2.2.3. ціанування;

1.2.2.4. дифузійна металізація.

І.2.1. Призначення і види термічної обробки.

Суттєвість операції термічної обробки складається в зміні структури сплавів шляхом нагрівання до температури вище критичної і наступного охолодження.

У процесі виливка, прокатування і кування, заготівлі охолоджуються нерівномірно. Результатом цього є неоднорідність структури і властивостей у різних місцях майбутніх деталей. Для виправлення цих дефектів застосовують операції термообробки, кожна з який впливає на подальші характеристики виробу.

1.2.1.1. ЗАГАРТУВАННЯ - складається з швидкого охолодження попередньо нагрітої заготівлі до визначеної температури t⁰с. Ціль операції - поліпшення механічних і інших властивостей. Загартування буває поверхневим і об'ємним.

• ПОВЕРХНЕВЕ загартування - необхідне для одержання твердої і тривкої поверхні деталі. Для нагрівання деталі застосовують газові пальники і пристрої ТВЧ (струми високої частоти).

• ОБ'ЄМНЕ загартування перекристалізує структуру для утворення дуже твердої структури - МАРТЕНСИТ. Для нагрівання деталі застосовують газові пічи. В обох випадках, в якості середовища охолодження, застосовують: лід, сніг, воду; олію, або спеціально підготовлені водяні розчини. Температура нагрівання на 30-50⁰свище крапки 723-800⁰с.

1.2.1.2. ВІДЖИГ - операція повільного нагрівання і повільного охолодження заготівлі для вирівнювання хімічного складу; одержання рівномірної структури; зняття внутрішніх напружень. Процес триває протягом 10-20 годин. Температура нагрівання обирається виходячи з хімічного складу деталі.

1.2.1.3. ВІДПУСКАННЯ - операція, яка призначена для пом'якшення дії загартування, або зменшення чи зняття внутрішніх напружень. Операція проводиться шляхом нагрівання деталей до температури нижче критичної з подальшим охолодженням. Температурний діапазон нагрівання поділяється на низький; середній і високий. Низьке відпускання - 200-300⁰спроводять в олійних і сольових ваннах з витримкою визначений час. Середнє відпускання - 300-500⁰сі високе відпускання -500-700⁰сроблять у печах.

1.2.1.2. НОРМАЛІЗАЦІЯ - відрізняється від віджигу засобом охолодження. Воно проводиться на спокійному повітрі, а не разом з піччю. При цьому структура криці здобуває твердість, міцність і однорідну дрібнозернисту структуру. Температура нагрівання визначається хімічним складом матеріалу.

Міністерство Освіти і науки України 129

Основна мета хіміко-термічної обробки - це одержання поверхонь деталей з високою твердістю, зносостійкістю, жаростійкістю і корозійною стійкістю. Процес вироблятися шляхом дифундування (проникнення) на деяку глибину в поверхню деталей елементів: С;N;Al;Gr;Sі й ін. Найбільш поширені операції: ЦЕМЕHТУВАННЯ; АЗОТУВАHНЯ; ЦІАHУВАHНЯ.

1.2.2.1. ЦЕМЕHТУВАННЯ - навуглероджування поверхні деталі, з метою отримання деталей із твердою поверхнею і м'якою серцевиною. Існує 2 види цементування: твердим карбюризатором і газове.

Твердий карбюризатор - деревне вугілля в суміші з вуглекислими солями - карбонатами (Na₂CO₃; BaCO₃і ін.), які при нагріванні легко розпадаються з виділенням CО₂. Під час технологічного процесу, деталі поміщують у металевий ящик і засипають карбюризатором. Потім ящик герметично зачиняють і нагрівають до t⁰с= 800-950⁰с. Після 5-10 годинної витримки, глибина навуглероджування коливається від 0,5мм до 1,5мм в середину деталі.

При використанні газового цементування застосовують природні гази і їхні суміші (CH₄-метан). Деталі поміщують у спеціальні камери-муфелі, через які пропускають гази при t⁰с= 900-950⁰с. В порівнянні з 1-м видом цементації, 2-ге чистіше, і в 2-3 рази швидше.

1.2.2.2. АЗОТУВАHНЯ - застосовується для одержання твердих поверхонь у деталей. Процес заснований на розкладанні аміаку, 2NH₃->2N+3H₂з виділенням азоту, і відбувається при температурі t⁰с=500-600⁰с. Процес триває кілька десятків годин, однак при цьому одержують твердість по Віккерсу 1100-1200 Vі і корозійностійку поверхню.

1.2.2.3. ЦІАHУВАHНЯ - процес одночасного поглинання C і N для одержання твердої, жару і корозійностійкої поверхні.

Низькотемпературне ціанування t⁰с= 550-600⁰с- проводиться у ваннах з рідкими ціаністими солями (NaCN і KCN).

Високотемпературне ціанування t⁰с= 800-850⁰с- проводиться у ваннах з 20-40% розчинами (NaCN і KCN) у нейтральних солях NaCl і Na₂CO₃. Тривалість процесу від 5 хвилин до 1-ї години.

Джерела:

Л4-стр. 101-104, 111-114

Тема І.3. Зварювання металів. Ливарне виробництво.

ПЛАН

І.3.1. Загальні поняття про зварювання.

І.3.2. Різновиди й особливі засоби зварювання.

І.3.3. Загальні поняття про ливарне виробництво.

І.3.4. Ливарні властивості металів.

І.3.5. Ливарні форми, засоби заливання металів у форму.

І.3.1. Загальні поняття про зварювання.

ЗВАРЮВАННЯ - технологічна операція створення нероз'ємних з’єднань металевих частин деталі. По роду джерел тепла, зварювання поділяється на:

ЕЛЕКТРИЧНУ - при який електрична енергія перетворюється в теплову;

ХІМІЧНУ - при який використовується енергія хімічних реакцій.

І.3.2. Різновиди й особливі засоби зварювання.

Як виявила практика, найбільш продуктивні і менш трудомісткі види зварювання це - ЕЛЕКТРИЧНЕ (дугове і контактне) і ГАЗОВЕ.

ЕЛЕКТРИЧНЕзварювання поділяється на дугове і контактне.

• ДУГОВЕ зварювання буває ручним і автоматичним. Воно проводиться на повітрі і в атмосфері захисного газу, розчиненням крайок деталей, що з'єднуються, з утворенням загальної ванночки. В якості захисних газів використовують водень і аргон, що захищають деталь від окислювання і азотування. В якості електродів застосовується дріт діаметром Ø1-10мм, який містить 0,18% С. А для зварювання якісного матеріалу застосовують дріт з криць Св-10ГС, Св-10ГСМ, Св-20ХГСА, Св-15М и ін. Величина напруги дуги при різних електродах U = 18-80В.

• КОНТАКТНЕ зварювання поділятися на:

• Стикове - де стикують деталі під тиском а потім у місці стику вони розчинюються;

• Крапкове - аналогічне стиковому, але форма контакту крапка;

• Шовне - де листи криці пропускаються між валиками-електродами що здавлюють і зварюють. В якості електродів використовують мідь, або латунь.

ГАЗОВЕзварювання поділяється на зварювання плавленням і газопресову.

• При зварюванні плавленням - оплавляються крайки металів, що з'єднуються, і присадковий метал утворює ванночку, після затвердження якої утворюється шов. Даний засіб застосовують для з'єднання конструкцій з тонкої сталі, деталей з кольорових металів, наплавлення твердих сплавлень на інструмент і при ремонтних роботах;

• При газопресовому зварюванні крайки виробів, що з'єднуються, доводять до пластичного стану, а потім здавлюють. Даний засіб з'єднання деталей застосовують для зварювання труб, рейок, бурильного устаткування і інструменту.

У якості присадкового матеріалу застосовують:

• для зварювання криць - сталевий дріт з складом С=0,18%, а для легування шва - дріт що містить Gr, Mn, Sі і ін.;

• для зварювання кольорових металів - дріт по хімічному складу близьку до металів, що з'єднуються.

Діаметр дроту обирається на 1-2мм більше половини товщини листів, що зварюються.

В якості газів використовують суміш: АЦЕТИЛЕНУ (C₂H₂) і КИСНЮ. Температура полум'я t⁰с= 400-3200⁰с.

КОВАЛЬСЬКЕіТЕРМІТНЕзварювання застосовуються для одержання спеціальних з'єднань, або з'єднань, яких неможливо традиційно досягти.

І.3.3. Загальні поняття про ливарне виробництво.

Ливарне виробництво - процес одержання фасонних виробів шляхом заповнення рідким металом заздалегідь приготовлених форм, у яких метал затверджується.

Виливки можуть бути готовими деталями, або заготівлями, що містять в собі припуск металу, для подальшої механічний обробки.

За допомогою даного виробництва одержують: колінчаті вали двигунів; траки гусеничних механізмів; станини для металорізального і кувального устаткування і тд.

Існує 3 засоби заливання форм:

• звичайне -коли метал заповнює форму під дією своєї ваги;

• відцентрове -коли форма обертається, а метал під дією відцентрових сил розподіляється у формі;

• під тиском -коли застосовуються спеціальні поршневі машини.

І.3.4. Ливарні властивості металів.

До найбільш важливих ливарних властивостей можна віднести:

• ЛЕГКОРОЗЧИННІСТЬ - здатність мати низьку температуру плавлення;

• РІДКОТЕКУЧЕСТЬ - здатність швидко заповнювати всі конфігурації форми;

• МАЛА УСАДКА - незначне зменшення лінійних розмірів і обсягу;

• ОДНОРІДНІСТЬ - однаковий хімічний склад всіх частин виливка.

І.3.5. Ливарні форми, засоби заливання металів у форму.

Ливарні форми, куди заливають метал, можуть бути разові /виготовлені з формувальної суміші, яка витримає один виливок/, чи постійні, металеві, що витримують велике число заливань.

Лиття в РАЗОВІ форми роблять у наступної послідовності:

• виготовлення модельних комплектів;

• готування формувальних і стрижневих сумішей;

• виготовлення стрижнів і їхнє сушіння;

• підготування ливарних пристосувань;

• формування по моделях;

• плавлення металу і затоки форм;

• витяг і очищення виливків з форми.

РАЗОВІ формивиготовляють на машинах і вручну.

• Машиннеформування застосовується при багатосерійному і масовому виробництвах. Основні операції процесу автоматизовані:

• одержання опок;

• засипання піску;

• струшування;

• ущільнення;

• витяг моделі.

• Ручнеформування застосовується при індивідуальному і дрібносерійному виробництвах і містить у собі:

• формування по роз’ємній моделі в 2-х опоках;

• формування в ґрунті:

• відкрите - для невідповідальних виливків;

• закрите - для великих виробів;

• по шаблонах - для тіл обертання різних розмірів.

ПОСТІЙНІ формивиготовляють на координатно-розточувальному обладнанні з чавуну, або з криці. Для одержання внутрішніх порожнин в відливках застосовують чавунні, сталеві і піщані стрижні.

Стійкість форм із різних матеріалів:

• чавун - 1500-5000 заливань;

• криця - 25-700 заливань.

Для подовження терміну служби форм і запобігання виходу зі строю форми, її внутрішню поверхню покривають тонким шаром вогнетривкого облицювання та сажею.

Перед заливанням металу форми нагрівають до t⁰с=200-300⁰с. Метал ллють у форму з поворотних ковшів, а при безупинному розливанні криці, по спеціальному жолобі з льоткою.

Питання перевірки знань:

Джерела:

Л1-СТР.

Л2-СТР.

Л3-СТР.

Л4-СТР. 155-157, 167-182, 215-232

Тема І. 4. Механічні і електрофізичні види обробки металів.

План