Технология обработки стали холодом (стр. 3 из 3)

Легированные конструкционные стали используют в машиностроении, меньше в станкостроении, инструментальной промышленности. Особенно широко применяют в тяжело нагруженных металлоконструкциях.

В качестве легирующих материалов чаще используют сравнительно недорогие и недефицитные элементы – марганец, кремний и хром. Стали, содержащие эти элементы, нередко добавочно легируют титаном, ванадием, бором. Для изготовления высоконагруженных деталей стали легируют значительно более дорогими и дефицитными элементами, такими как никель, молибден, вольфрам, ниобий.

Легирующие стали подразделяют на: низколегированные, легированные, высоколегированные.

Легированные конструкционные стали маркируют цифрами и буквами. Двузначные цифры, приводимые в начале марки, указываю среднее содержание углерода в сотых долях процента, буквы справа от цифр обозначают легирующий элемент.

Низколегированными называют стали, содержащие сравнительно небольшое количество недефицитных легирующих элементов, и применяются в основном в строительстве.

Обрабатываемость резанием является одной из важных технологических характеристик стали. Для этой цели используют автоматные стали, позволяющие проводить обработку резанием с большой скоростью, увеличить стойкость инструмента и получить высокое качество обрабатываемой поверхности. Металлы часто подвергаются коррозии. Что резко ухудшает их качественные характеристики. Сталь устойчивую к газовой коррозии называют окалиностойкой (жаростойкой); устойчивую к другим видам коррозии – называют коррозийно-стойкой (нержавеющей).

Нержавеющие стали изготавливаются в зависимости от среды, для которой они предназначаются. Здесь используются в основном хром и никель.

Для работы при низких температурах используют креагенные стали, т.е. стали могущие работать при температурах ниже -183°С. Здесь применяются низкоуглеродные никелевые стали и стали аустенитного класса, несклонные к хладоломкости.

5 Термообработка

В последние десятилетия производство стали революционизировалось в результате разработки кислородно-конвертерного процесса (известного также под названием процесса Линца-Донавица). Этот процесс начал применяться в 1953 г. на сталеплавильных заводах в двух австрийских металлургических центрах-Линце и Донавице.

В кислородно-конвертерном процессе используется кислородный конвертер с основной футеровкой (кладкой). Конвертер загружают в наклонном положении расплавленным чугуном из плавильной печи и металлоломом, затем возвращают в вертикальное положение. После этого в конвертер сверху вводят медную трубку с водяным охлаждением и через нее направляют на поверхность расплавленного железа струю кислорода с примесью порошкообразной извести (СаО). Эта “кислородная продувка”, которая длится 20 мин, приводит к интенсивному окислению примесей железа, причем содержимое конвертера сохраняет жидкое состояние благодаря выделению энергии при реакции окисления. Образующиеся оксиды соединяются с известью и превращаются в шлак. Затем медную трубку выдвигают и конвертер наклоняют, чтобы слить из него шлак. После повторной продувки расплавленную сталь выливают из конвертера (в наклонном положении) в ковш.

Кислородно-конвертерный процесс используется главным образом для получения углеродистых сталей. Он характеризуется большой производительностью. За 40-45 мин в одном конвертере может быть получено 300-350 т стали.

В настоящее время всю сталь в Великобритании и большую часть стали во всем мире получают с помощью этого процесса.[5]

6. Оборудование

Закалочный бак.

К оборудованию, предназначенному для охлаждения при закалке, относят немеханизированные и механизированные закалочные баки, в которых детали охлаждаются в свободном состоянии, закалочные прессы, закалочные и гибозакалочные машины, в которых детали (шестерни, валы, листы, рессоры) закаливаются в зажатом состоянии.

Рис.1 Закалочный бак с механизированным перемещением стола

Немеханизированный заклочный бак представляет собой ёмкость цилиндрической или прямоугольной формы. Бак сваривают из листовой низкоуглеродистой стали толщиной 4—6 мм. В термических цехах применяют небольшие закалочные баки для закалки мелких и средних деталей. Размеры баков в плане (в мм): 60х700, 700х1200. Глубина баков около 1000 мм. В немеханизированных баках все процессы по передаче деталей в бак, перемещению в баке и выдаче их из бака выполняют вручную. Ориентировочный объем закалочной жидкости в баке составляет 15 л на 1 кг охлаждаемых деталей. Для крупных деталей (штампы, валы и т. п.) размеры закалочных баков могут достигать нескольких метров.

При определении объема закалочного бака и его размеров следует учитывать, что для обеспечения: равномерных условий охлаждения деталей над ними и под ними должен быть слой закалочной жидкости толщиной не менее 100мм. Кроме того, уровень закалочной жидкости должен быть, от края бака на расстоянии не менее, чем 100—150 мм.

Для закалки деталей, применяют баки (рис.1) с механизированным перемещением закалочного стола, на который устанавливается поддон с нагретыми деталями. При помощи пневматического подъемника стол может опускаться и подниматься в баке.

Установка для обработки холодом.

Рис.2 Камера шкафная

Для охлаждения небольшого числа отдельных деталей, например, режущего инструмента, калибров и других изделий из высоколегированной стали применяют камеры полезным объемом 0,1—1,0м3. Камера шкафная (КТХ) оборудована компрессорной установкой, обеспечивающей охлаждение до —100°С, и электронагревателями, позволяющими нагревать камеру до 155°С. На рис.2 показан разрез камеры КТХ. Машинное отделение расположено в нижней части камеры. Электрические нагреватели расположены под рабочим пространством камеры. Крыльчатка вентилятора, вращаемая электродвигателем, направляет поток воздуха в воздухоохладитель, в котором размещён змеевик, последовательно соединённый со змеевиком испарителя, припаянным к поверхности внутреннего корпуса камеры. Через окно в двери можно при включенном осветительном приборе осматривать внутреннее пространство камеры.[6]

Заключение

В целом наша черная металлургия характеризуется следующими особенностями: повышенная материало- и энергоемкость производства; значительный износ основных производственных фондов, превышающий в целом по отрасли 50 %, а по ряду предприятий 70 %, невысокий технический уровень производства и связанные с этим качество и конкурентоспособность продукции; несбалансированность подотраслей и отдельных переделов, особенно из-за разрыва связей по межотраслевой и внутриотраслевой кооперации сырья и полуфабрикатов; крайне неудовлетворительная экологическая обстановка в регионах с металлургической промышленностью.

Основная масса металлургической продукции в России производится по несовременной технологии на морально и физически устаревшем оборудовании, технический уровень которой соответствует шестидесятым годам. Вследствие этого продукция имеет повышенную материало- и энергоемкость.

Распад единого металлургического комплекса особенно остро сказался на минерально-сырьевой базе. В России отсутствуют месторождения и предприятия по добыче марганцевых и хромовых руд, основные запасы которых находятся на Украине и в Казахстане. Недостаточна сырьевая база огнеупорной промышленности.

Из-за большого количества устаревших основных фондов металлургия наносит значительный ущерб окружающей среде - 400-450 млрд. руб.

Из-за высоких таможенных пошлин, протекционистских мер и высокой конкуренции практически не поддаются расширению рынки сбыта в Западной Европе, Северной и Центральной Америке. [7]

Список литературы

1. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г. Технология термической обработки стали. М.: Металлургия, 1986. - 424с.

2. Долотов Г.П., Кондаков Е.А. Оборудование термических цехов и лабораторий испытания металлов. М.: Машиностроение, 2001.- 336с.

3. Парфеновская Н.Г., Самоходский А.И. Технология термической обработки металлов. М.: Машиностроение, 2002.-538с.

4. Современные технологии в производстве газотурбинных двигателей под редакцией А.Г.Братухина, Г.К.Язова, Б.Е.Карасева. М.: Машиностроение, 2003. -410с.

5. Сосковец О. Н. Техническое перевооружение и развитие металлургии в России, Сталь. №6 2003.

6. Филлипов С.А., Фиргер И.А. Справочник термиста. М.: Машиностроение, 2001.-683с.

7. Электротермическое оборудование: Справочник под редакцией А.П.Альтгаузена. М.: Энергия, 1980. 416с.

[1] Парфеновская Н.Г., Самоходский А.И. Технология термической обработки металлов. М.: Машиностроение, 2002.-196с.

[2] Филлипов С.А., Фиргер И.А. Справочник термиста. М.: Машиностроение, 2001.-186с.

[3] Электротермическое оборудование: Справочник под редакцией А.П.Альтгаузена. М.: Энергия, 1980.-223с.

[4] Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г. Технология термической обработки стали. М.: Металлургия, 1986.-225с.

[5] Современные технологии в производстве газотурбинных двигателей под редакцией А.Г.Братухина, Г.К.Язова, Б.Е.Карасева. М.: Машиностроение, 2003.-226с.

[6] Долотов Г.П., Кондаков Е.А. Оборудование термических цехов и лабораторий испытания металлов. М.: Машиностроение, 2001.-97с.

[7] Сосковец О. Н. Техническое перевооружение и развитие металлургии в России, Сталь. №6 2003