Термическая обработка коленчатого вала

stify">   Визначення  кількості виробів  у садці та маси садки.

   Визначення  кількості виробів  в печах СНЗ 3.6.2/9 та СНЗ 3.6.2/7

   Так як печі СНЗ 3.6.2/9 та СНЗ 3.6.2/7 мають однаковий розмір робочого середовища, то розрахунок кількості виробів виконую для обох печей одночасно.

                              600 мм

 

     300мм 

 

n₁ = 300 / (80+40) ≈ 2шт.

n₂ = 600 / (80+40) ≈ 4 шт.

n = n₁ ∙ n₂ = 2 ∙ 4 = 8 шт.

     Висота  робочого простору дорівнює 200 мм, а  висота виробу 67,5 мм. Тобто можливе  використання двох шарів.

n_заг= 2 ∙ 8=16 шт.

Визначення  маси садки

M_C = V ∙ n ∙ ρ

V₁=(3,14∙1,5²/4∙4,2)-( 3,14∙0,6²/4∙3,2)=7,4-0,9=6,5 см³

V₂=3,14(2,5²/4∙1,5-1,6²/4∙1,5)=4,3 см³

V₃=3,14(8,0²/4∙1,0-0,6²/4∙1,0-2,5²/4∙1,0)=45 см³

V₃=3/4∙45=33,75 см³

V_заг=6,5+4,3+33,75=44,55 см³

M_C =44,55∙16∙7,8=5559,84=5,56 кг 
 
 
 
 

Визначення  кількості виробів  в печі США 8.12/6

 
 
 
 
 
 

Кількість деталей  по діаметру

n = 800 / (80 + 40) = 6 штук

Вибираю 5 штук

l = 2 ∙ π ∙ r 

l₁ = 2 ∙ 3,14 ∙ 120 = 753,6 мм

n₁ = 753,6 / 120 = 6 шт

l₂ = 2 ∙ 3,14 ∙ 240 = 1507,2 мм

n₂ = 1507,2 / 120 = 12 шт

l₃ = 2 ∙ 3,14∙360=2860,8 мм

n₃ = 2860,8 / 120 = 18 шт

l₄ = 2 ∙ 3,14∙480=3014,4 мм

n₄ = 3014,4 / 120 = 25 шт

l₅ = 2 ∙ 3,14∙600=3768 мм

n₅ = 3768/ 120 = 31 шт

В одному ярусі: n=1+6+12+18+25+31=93 шт

В садці: n=93∙11=1023 шт

Маса садки: M_C=44,55∙1023∙7,8=355482,27г=355,5 кг 
 
 
 

6. Технічний контроль, попередження та виявлення дефектів. 

       Основними показниками якості матеріалів є: хімічний склад, мікроструктура і макроструктура, експлуатаційні, механічні і технологічні властивості, розміри, геометрія і якість деталі. Тому для підтвердження якості проводиться технічний контроль.

       Контроль  деталей здійснюється візуально, вимірювальним  інструментом, а для деяких деталей  використовують спеціальні пристосування.

       Візуально перевіряють загальний технічний  стан деталі і виявляють зовнішні дефекти. За допомогою різних вимірювальних  інструментів встановлюють розміри  деталі або відхилення від геометричної форми.

       Приховані дефекти, зовнішні тріщини невеликого розміру виявляють за допомогою  дефектоскопів.

       Контроль  хімічного складу відбувається в  лабораторії методами хімічного  або спектрального аналізу.

       Хімічний  аналіз дозволяє після розчинення деякої кількості досліджує мого матеріалу  виділити в чистому вигляді або  у вигляді сполук елементи та визначити  їх відсотковий вміст. Хімічний аналіз надає точні відомості про  вміст елементів, але потребує багато часу.

       Спектральний  аналіз отримав велике розповсюдження для визначення хімічного складу матеріалу. Він заснований на аналізі  спектру променів, які випромінюються при дії на поверхню металу електричної  дуги. По спектру визначається якісний  та кількісний склад матеріалу.

       Перевага  спектрального аналізу перед  хімічним полягає в швидкості, високій  точності навіть при малій концентрації якогось елемента, універсальності  та можливості визначити хімічний склад  без пошкодження деталі.

       Контроль  твердості відбувається за допомогою  твердомірів. 
 
 

       Дефекти, які виникають  після термічної  обробки

       Дефекти після гартування

       До  основних дефектів, які виникають  після гартування сталі, відносять  тріщини, деформацію, короблення, зневуглецювання, “ м’які ” плями.

       Тріщини -  це невиправний брак, який виникає  в процесі термічної обробки. Вони є наслідком виникнення великих  внутрішніх напружень. Тріщини виникають  при неправильному нагріванні (перегріві) та великій швидкості охолодження  в деталях, конструкція яких має  різні переходи, гострі кути, тонкі  стінки та інше. Тріщини мають дугоподібний або хвилястий вид.

       Деформація  і короблення відбувається в результаті термічних та структурних і пов’язаних з ними об’ємних перетворень, які  обумовлюються виникненням внутрішніх напружень в металі при нагріванні і охолодженні.

       При гартуванні сталі короблення деталей  може відбуватися і без значних  об’ємних змін в результаті нерівномірного нагрівання і охолодження. Нагрівати  і охолоджувати деталі при гартуванні необхідно рівномірно.

       Одним з методів зменшення можливості утворення цих дефектів – повільне охолодження деталей в області  температур мартенситного перетворення.

       Окислення та зневуглецювання виникає в  результаті взаємодії пічної атмосфери  з поверхневими шарами деталі при  нагріванні. Цей дефект попереджається суровим дотриманням встановленого  режиму термічної обробки, а також  нагріванням в середовищі нейтральних  газів (азот, аргон) або захисних атмосфер.

       “М’які” плями – це ділянки на поверхні деталі з низькою твердістю. Такий дефект утворюється при гартуванні в процесі охолодження в гартівному середовищі, коли на поверхні деталі була окалина, сліди забруднень і ділянки із зневуглецьованою поверхнею, а також у випадку недостатньо швидкого руху деталі в гартівному середовищі і виникненні на поверхні деталі парової сорочки.

       Цей дефект виправляється повторним  гартуванням. 
 

       Дефекти після відпуску

       Основним  дефектом, який виникає під час  відпуску, є відпускна крихкість 2-го роду.

       Відпускна крихкість 2-го роду виникає при відпуску в області температур 500…550°С. Цей  вид крихкості не виникає, якщо охолодження  проводити пришвидшено, наприклад  в воді. Відпускна крихкість 2-го роду є зворотною, тобто при повторному нагріванні до тих же температур вона знову виникає.

       Понижена  твердість після відпуску може виникнути  через завищену температуру та час  відпуску. Цей дефект попереджається оптимізацією температури та часу відпуску. Виправляється повторним гартуванням  після попереднього відпалу. 

       Дефекти після азотування

       Основними дефектами,які виникають після  азотування, є деформація і зміна  розмірів, крихкість, понижена твердість  шару та твердість плямами.

       По  температурному режиму азотування подібне  довготривалому високому відпуску. Якщо попередня термічна обробка до азотування була проведена недостатньо ретельно, а саме, при відпуску внаслідок  малої витримки або невисокої  температури не були усунені внутрішні  напруження, то при азотуванні відбувається до відпускання. Внутрішні напруження при цьому знижаються, і, як наслідок, виникає короблення деталі.

       Поряд з цим великі внутрішні напруження притаманні самій природі азотованого  шару. Насичення сталі азотом призводять до збільшення об’єму, тому як і при  поверхневому гартуванні, в азотованому  шарі виникають великі внутрішні  напруження. Тому виникає короблення деталі.

       Прямим  наслідком збільшення об’єму азотованого  шару є збільшення розмірів. Чим  більша глибина азотованого шару, тим більше змінення розмірів. Тому, щоб уникнути брак по розмірам, необхідно  при попередній механічній обробці  передбачати відповідне зниження розмірів.

       Крихкість азотованого шару виникає при  перенасиченні його азотом. В результаті на поверхні деталі виникає тонкий шар, який складається з крихких  нітридів. Крихкість такого роду найчастіше виникає при одноступеневому  циклі азотування з великою тривалістю процесу. Крихкий шар можна видалити шляхом шліфування. Поверхнева твердість  при цьому не знижується.

       Можливі три причини виникнення пониженої твердості  шару:

       підвищена температура процесу, яка призводить до збільшення нітридів і, як наслідок, зниження твердості;

       крупнозерниста  структура, яка обумовлює знижену  твердість внутрішньої частини  зерен внаслідок дифузії азоту  по границям зерен;

       зневуглецювання, яке призводить до виникнення феритної структури, в якій нітриди завжди формуються у вигляді крупних  частинок, які забезпечують  високу твердість;

       недостатній час витримки.

       Неоднорідність за розміром твердості (твердість плямами) в границях однієї деталі викликається двома причинами:

       нерівномірність  розмірів зерна в сталі;

       потрапляння на азотовану поверхню олова або  рідкого скла. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Таблиця 6.1 – Дефекти термічної обробки