Сырье в промышленности Металлорезание (стр. 2 из 2)
Термообработка бывает предварительная и окончательная.
Предварительная термообработка (отжиг поковок) проводится непосредственно после ковки с целью предотвращения появления флокенов, снижения твердости, для облегчения последующей механической обработки, уменьшения остаточных напряжений и подготовки структуры под окончательную термообработку.
Окончательная термообработка (нормализация, закалка с высоким отпуском и т.д.) придает металлу требуемый уровень механических свойств, обеспечивает необходимую структуру.
Отжигом называется процесс термообработки, состоящий из нагрева стали до заданной температуры, выдержки при этой температуре и последующего медленного охлаждения
Закалка стали – процесс, состоящий из нагрева стали до определенной температуры, выдержки при этой температуре и быстрого охлаждения.
Цель закалки – придание высокой твердости и прочности за счет получения неравновесных структур. Эти неравновесные структуры можно получить лишь при очень высоких скоростях охлаждения.
Длительность выдержки при нагреве под закалку зависит от размеров гуделий и массы садки.
В качестве закалочных сред (для быстрого охлаждения) используются вода, масло индустриальное и раствор щелочи.
Охлаждающая способность жидкостей различна.
Отпуск стали заключается в нагреве до определенных температур (более низких им при закалке), выдержке и охлаждении.
Цель отпуска – перевести структуру стали в более равновесное состояние, придать стали требуемые свойства. Кроме того при отпуске снимаются внутренние напряжения, полученные при закалке.
В зависимости от температуры, отпуск бывает низкий, средний, высокий.
При низком отпуске сталь нагревается до температуры 150-3000С. Это приводит к снижению внутренних напряжений в стали. При низком отпуске твердость стали снижается незначительно.
При среднем отпуске сталь нагревается до температуры 300-5000С. средний отпуск значительно понижает твердость и обеспечивает высокую вязкость стали. Среднему отпуску подвергают пружины, рессоры, штампы для холодной обработки.
Высокий отпуск проводят при температуре 500-6800С. высокий отпуск значительно понижает твердость и сопротивление разрыву и повышает пластичность и ударную вязкость. Высокому отпуску подвергают валы, оси и т.д.
Химико-термической обработкой называют поверхностное насыщение стали соответствующим элементом (например – углеродом, азотом и т.д.) путем его диффузии в атомарном состоянии из внешней среды при высокой температуре.
Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом.
Цель цементации – получение твердой и износостойкой поверхности. Цементация бывает двух видов: газовая цементация и цементация в твердом карбюризаторе.
В качестве твердого карбюризатора применяется активированный уголь (древесный уголь или каменноугольный полукокс) с активаторами.
Газовую цементацию осуществляют нагревом изделия в среде газов, содержащих углерод: синтин, керосин и т.д.
Окончательные свойства цементированных изделий достигаются в результате термической обработки, выполняемой после цементации – закалки и низкого отпуска. Это высокая твердость в цементированном слое и хорошие механические свойства сердцевины.
Цементации подвергают низкоуглеродистые стали.
Контроль термической обработки осуществляется определением механических свойств на образцах, а также замером твердости на приборах: Бриннель и Роквелл. Определение твердости на приборе Бриннель осуществляется путем вдавливания в поверхность детали стального шарика под нагрузкой.
По диаметру лунки после снятия нагрузки определяют твердость детали. Определение твердости методом Роквелла осуществляется путем вдавливания в поверхность детали алмазного конуса (под нагрузкой).
По высоте отпечатка определяется твердость.
Оборудование для термообработки
Печи – имеют газонепроницаемый корпус из листовой стали, обложенный огнеупорным кирпичом и теплоизоляционными материалами. На внутренних боковых стенках печей размещены нагреватели.
Примеры обозначения модели печи и расшифровка:
СШЗ – 10.10/10
СНО – 8.16.5/10
СВС – 100/13
США – 8.24/7
1-я буква С – вид нагрева – печь электрическая, сопротивления и т.д.
2-я буква – основной конструктивный признак печи
Ш – шахтная
Н – камерная
В – ванна
и т.д.
3-я буква – характер среды при нагреве
З – защитная
О – окислительная
С – соль, селитра
А – азот
и т.д.
цифры – рабочее пространство печи (размеры в дециметрах), за дробью температура в сотнях градусов С.
3.Современные способы обработки металлов резаньем. Сущность технологических процессов обработки на токарных станках. Элементы режимов резания при точении
Резанье металлов – это обработка путем снятия стружки. В процессе обработки рабочее движение сообщаемое заготовке и режущему инструменту обеспечивает снятие стружки нужных размеров.
Способы обработки металла – 1)Точение 2) Сверление 3) Фрезирование 4)Строгание 5) Шлифование.
Процесс резанья характеризуется 1) скоростью 2) площадь срезаемого слоя 3) машинное и штучное время. Для определения экономических характеристик
резанья необходимо учитывать время затрачиваемое на процесс отделения
стружки, время на подготовку заготовки и снятие готовой детали.
Режущий инструмент – разделяется на 2 группы 1) однолезвийный (резец) 2) многолезвийный (фреза, сверло) Производительность зависит от материала из которого он сделан. Материал режущего инструмента должен иметь свойства 1) износостойкость 2) твердость 3) сопротивление изгибу и удару 4) теплопроводность 5) красностойкость. Для изготовления применяются углеродистые и легированные стали.
Область применения алмазного инструмента 1) шлифование 2) заточка режущего инструмента 3) разрезание высокопрочных материалов. Для шлифования применяют круги из электрокорунда, они имеют огранисенные скорости резанья, превышение идет к разрушению.
Резец – состоит из рабочей (лезвие) и крепежной части. С увеличением угла заострения повышается стойкость резца. При затуплении усиляется трение, повышается температура.
Экономические характеристики – Надежность режущего инструмента определяется его стойкостью сохранять исходные размеры. Скорость затупления максимально зависит от температуры, для повышения надежности используется искусственное охлаждение. В результате резанья резец принимает на до 40% общего количества теплоты, t резанья 800-1010. В результате ускоренное изнашивание инструментов. Оптимальный режим – сочетание элементов обеспечивающих качественное выполнение операций с наименьшими затратами труда. Основные элементы оптимизации: 1) скорость резанья 2) глубина резанья 3) технологическое время. Основными показателями машин являются: 1) технологичность 2) производительность 3) средняя наработка на отказ 4) Вероятность безотказной работы. Для проектирования изделий используются ЭВМ, что позволяет повысить производительность расчетов, и снизить стоимость проектирования.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для развитых стран сегодня характерны насыщенность производства техникой и квалифицированной рабочей силой, наличие, емкого платежеспособного спроса на товары и услуги самого разнообразного назначения. Поэтому для увеличения производства готовых изделий нет необходимости наращивать выпуск металла, комплектующих изделий и т.д., более того, численность станочного парка в ряде стран стала даже сокращаться.
Проходящая структурная перестройка нацелена на повышение качественных параметров производства и выпускаемых изделий, усиление ресурсосберегающего типа воспроизводства, интенсификацию народнохозяйственных процессов, ускоренное развитие новейших наукоемких отраслей. Структурные изменения происходят в отраслевом и воспроизводственном разрезах. Структурные преобразования стали осуществляться на микроуровне — уровне подотраслей и видов производств — главным образом за счет качественных сдвигов внутри традиционных отраслей хозяйства. При этом ведущей отраслью материального производства остается промышленность и прежде всего машиностроение, где аккумулируются научно-технические достижения. Поэтому именно в ней наиболее заметна тенденция к снижению удельного веса сырья, энергоносителей, живого труда, в структуре промышленности стремительно растет доля новейших наукоемких отраслей.
Сохраняется тенденция сокращения доли добывающей промышленности (при росте затрат на разведку, бурение и добычу газа, нефти и т.д.). При этом в нее все больше проникают новейшие прогрессивные технологические процессы, внедряются микропроцессоры и микросхемы, которые оказывают громадное воздействие на структуру производства и способствуют массовому высвобождению из производственного процесса рабочей силы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Современные технологии в производстве газотурбинных двигателей под редакцией А.Г.Братухина, Г.К. Язова, Б.Е.Карасева. М.: Машиностроение, 1997г. 410с.
2. Гарькавый А.А., «Производство деталей авиационных двигателей». М.: Машиностроение, 1977г.
3. Гуляев А.П., «Металловедение». М.: Машиностроение, 1988г.
4. Долотов Г.П., Кондаков Е.А., «Оборудование термических цехов и лабораторий испытания металлов». М.: Машиностроение, 1988г. 336с.
5. Электротермическое оборудование: Справочник под редакцией А.П. Альтгаузена. М.: Энергия, 1980г. 416с.
6. Авиационные материалы. Справочник, тои I под редакцией Туманова А.Т., ОНТИ, 1975.
7. арфеновская Н.Г., Самоходский А.И. «Технология термической обработки металлов».
8. Филлипов С.А., Фиргер И.А. «Справочник термиста». М.: Машиностроение, 1975г.
9. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г. «Технология термической обработки стали». М.: Металлургия, 1986. 424с.
10. Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. М.1986
11. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М.: Металлургия , 1993
12. Лившиц Металлография. М.: Металлургия ,1994.