Нитроцементация шестерн с m = 4 из стали 20ХГНР

 
                 Приспособление для нитроцементации шестерен

Для получения шестерен без коробления необходим равномерный нагрев в печи, зависящий от положения деталей в печи при нитроцементации (рис. 5) и нагрева под закалку; это особенно важно для шестерен диаметром 400-600 мм с высотой зуба 218 мм и для шестерен резко переменного сечения (толщина венца 218 мм, толщина диска 40 мм).

Рис.5 Приспособление для нитроцементации шестерен.

Наиболее рациональным путем предотвращения или снижения коробления шестерен при нагреве является применение соляных ванн. При погружении детали в расплавленную соль на детали образуется тонкая корочка закристаллизовавшейся соли, резко снижающей коэффициент теплопередачи, предохраняющей деталь от теплового удара, увеличивающего коробление.

Одним из современных методов закалки шестерен, обеспечивающий минимальное коробление, является ступенчатая закалка. Мартенситное превращение при ступенчатой закалке начинается одновременно по всему сечению детали, что устраняет появление, напряжений.

Исследования показали, что изделия в аустенитном состоянии при температуре выше АС3, никогда не восстанавливают свою форму в той степени, как при ступенчатой закалке, когда аустенит находится при более низких температурах. Одной из причин этого является внезапное разупрочнение во время мартенситного превращения, сопровождаемое повышением твердости с одновременным снижением сопротивления изгибу и упругих свойств деталей. Наибольшие пластические свойства возникают в завершающей стадии мартенситного превращения, по-видимому, в результате разновременности превращения в разных точках изделия.

Для снижения коробления шестерен особенно благоприятным является сочетание ступенчатой и фиксирующей закалки, т. е. закалка в штампах или на оправках. Наибольшая деформация происходит к концу мартенситного превращения, но в это время шестерня оказывается зафиксированной. В результате разупрочнения деталь на некоторое время становится более пластичной и принимает форму приспособления (штампа или оправки). Первоначальная конструкция штампа — переход от венца к диску не под прямым углом — не оправдала себя.

Дальнейшее усовершенствование штампа и обработка профиля шестерни (переход от венца к диску строго под углом 90°) позволило производить закалку в штампах на оправках (для стали 20ХГНР) с минимальным короблением.

Положительные результаты дает фиксирующая закалка на оправках и в штампах, создающих натяг при остывании шестерни (например, размер шестерни 329,8А, размер штампа 330); натяг по сравнению с относительным линейным удлинением невелик: 0,2-0,3 мм на диаметр 300-500 мм. Правда, этот опыт нуждается в более тщательном и детальном подтверждении.

Оправки, показанные на рис. 3, не позволяют проводить разборку после фиксирующей закалки и обеспечивают надежность и безопасность в работе.

Рис.6 Оправка для воздушной закалки крупных венцов и шестерен из стали 20ХГНР: 1 — разрезная оправка; 2 — конус.

Одним из основных мероприятий по борьбе с короблением является замена высокотемпературной (первой) закалки нормализацией — для стали 12ХГНР и ее исключение (вернее, сочетание с охлаждением после разовой цементации) для стали 18ХГНР. Ведь коробление при закалке нитроцементуемых деталей аналогично короблению однородной стали с ограниченной прокаливаемостью.

Применение даже самых совершенных методов закалки не может привести к нулевым короблениям. Практика показала, что отработка технологии закалки шестерен сложной формы с минимальным короблением должна производиться на изделиях, так как величина и характер коробления определяются сложностью геометрической формы. Для борьбы с короблением необходимо систематическое наблюдение за короблением и деформацией деталей при термической обработке с использованием статистических методов контроля.

 

 

ТИГЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ

Тигельные печи используют для плавки металлов и сплавов, и к тому же для хранения всевозможных расплавов. Обычно тигельные печи создаются в стационарном и опрокидываемом положений. Разновидность тигельных стационарных печей хорошо подходит для плавки металла и также хранения его в расплавленном состоянии в зависимости от заливки в специальные формы. Устройства тигельных печей часто используют для того чтобы разлить металл из печи благодаря ее наклону вокруг своей оси.

Нагревание в тигельных печах производится с помощью спиралей, сделанных из фехралевой проволоки, которая намотана на корундовую трубку, также для этой цели может использоваться карбид кремниевый. Встроенный стержневой нагреватель в тигельной печи предоставляет возможность достичь более высоких температурных режимов при плавлении металлов.

Управлять тигельной печью можно через специально предназначенный электронный блок, который производит регулирование и контроль температурного режима. Для того чтобы уменьшить инерционность канала управления термопара нужно установить керамическую соломку, которая с открытым спаем.

 

 

Тигельная печь газовая для цементации и закалки

	Тигельные газовые печи идеально подходят для организации мелкосерийного производства, для цементации и закалки частей автомобильной промышленности, мотоциклов, велосипедов, шестерен, слесарно-монтажного инструмента и других металлических частей.
	Применяемый газ - метанол, толуол
		Вид закаленной продукции перед погружением в закалочное масло

 

 

 

Технические характеристики тигельной печи газовой для цементации и закалки

Модель	Внешний диаметр печи х высота печи, мм	Диаметр защитного тигеля х высота, мм	Диаметр х высота опорной стойки, мм	Мощность, кВт
R-829-1	1430х1450	500х1200	350х600	35
R-829-2	1530х1750	600х1500	450х900	65
R-829-3	1880х2050	750х1800	600х1200	90

 

 

 

Закалочный (масляной) бак	Технические характеристики
	Модель Общая длина х ширина бака, мм Диаметр бака, мм Внутренний диаметр х высота бака, мм Объём бака, Л Мощность, кВт R-830-1 2400х1950 1440 700х950 3200 10 R-830-2 2650х2440 1840 970х1200 5200 10 R-830-3 2650х2440 1840 970х1200 5200 10
		Бак для промывки и обезжиривания
Технические характеристики бака промывки и обезжиривания Модель Внешний диаметр х высота бака, мм Внутренний диаметр х высота бака, мм Мощность, кВт R-831-1 800х1000 500х800 15 R-831-2 1000х1220 600х1100 15 R-831-3 1000х1530 750х1400 15

 

 

 

 

Тигельная печь с горячим дутьем

 

 

 

 

	Вид печи в рабочем режиме
	Технические характеристики печи: Модель Внешний диаметр и высота печи, мм Внутренний диаметр и высота печи, мм Мощность, кВт R-832-3 1580х1830 790х1450 55
Автоматическая панель температурного контроля		Баки для хранения метанола/ толуола

 

 

Тигельные печи с максимальной температурой 900–1200 градусов применяют для плавки олова, цинка, их сплавов. Нагрев в данных печах производится с помощью спиралей, сделанных из фехралевой проволоки. Конструкции тигельной печи, у которой максимальная температура равняется 1400 градусов, используют для плавки меди и разных медных сплавов. Для того чтобы нагреть нужно воспользоваться n-образным карбидом-кремниевым нагревателем, который обязательно установлен горизонтально.

Если производить более высокотемпературные сплавы с помощью тигельных печей нужно применить специальные тигли и дисилицид, то есть специальные нагревательные элементы. В ёмкости тигельных печах также есть возможность дозагрузки тигля во время плавки без открывания крышки. В сравнении с другими моделями печей конструкция данной печи очень экономична, так как в ней используются новые высокоэффективные футеровочные материалы, сделанные из высокотемпературных нагревателей, у которых нагревательные элементы с повышенным ресурсом.