Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Сентября 2012 в 17:26, курсовая работа
Современный технический прогресс требует создания большого количества новых материалов для работы в условиях высоких температур, давлений, скоростей деформации, агрессивных сред и широких диапазонов режимов трения.
В большинстве случаев новые материалы создают с таким расчетом, чтобы обеспечить оптимальное сочетание структурных и рабочих характеристик.
Среди новых технологических методов обработки металлов особое место занимает порошковая металлургия.
По сравнению с другими способами изготовления изделий порошковая металлургия имеет ряд преимуществ и позволяет:
- получать изделия необходимой формы без механической обработки или с применением минимальной обработки;
Задание на проектирование……………………………………….2
Введение……………………………………………………………4
1. ВЫБОР ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА……………………………5
2. ВЫБОР, ОБОСНОВАНИЕ И ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ………………………………….6
2.1 Выбор технологии……………………………………………..6
2.2 Технологическая схема………………………………………..7
2.3 Описание технологической схемы…………………………...8
2.3.1 Подготовка порошков……………………………………8
2.3.2 Подготовка шихты……………………………………….9
2.3.3 Прессование………………………………………………9
2.3.4 Спекание…………………………………………………11
2.3.5 Маслопропитка…………………………………………13
3. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ……………………………………….13
3.1 Оборудование для просева…………………………………..13
3.2 Оборудование для смешивания……………………………..13
3.3 Оборудование для прессования……………………………..14
3.4 Оборудование для спекания…………………………………14
4. РАСЧЕТ И СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСА МАТЕРИАЛОВ……..15
4. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………
11
Министерство образования РФ
Пермский государственный технический университет
Кафедра «Порошковое материаловедение»
по курсу «Технология получения порошковых материалов»
Разработка технологии получения детали «шайба» методом порошковой металлургии.
Выполнил: студент гр.КПМ-02
Драчева Е.П.
Проверил: Вакутин А.П.
Пермь 2005
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Студенту группы КПМ – 02 Драчевой Е.П.
по курсовому проекту по курсу «Технология получения порошковых материалов»
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1. Эскиз детали: Шайба
2. Условия работы и технические требования к изготовлению детали:
1) Сталь износостойкая и коррозионностойкая;
2) в = 420 Мпа;
3) НВ = 2100 Мпа.
СОДЕРЖАНИЕ
Задание на проектирование……………………………………….
Введение…………………………………………………………
1. ВЫБОР ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА……………………………5
2. ВЫБОР, ОБОСНОВАНИЕ И ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ………………………………….6
2.1 Выбор технологии……………………………………………..6
2.2 Технологическая схема………………………………………..7
2.3 Описание технологической схемы…………………………...8
2.3.1 Подготовка порошков……………………………………8
2.3.2 Подготовка шихты……………………………………….9
2.3.3 Прессование………………………………………………9
2.3.4 Спекание…………………………………………………11
2.3.5 Маслопропитка…………………………………………1
3. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ……………………………………….13
3.1 Оборудование для просева…………………………………..13
3.2 Оборудование для смешивания……………………………..13
3.3 Оборудование для прессования……………………………..14
3.4 Оборудование для спекания…………………………………14
4. РАСЧЕТ И СОСТАВЛЕНИЕ БАЛАНСА МАТЕРИАЛОВ……..15
4. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……………….17
ВВЕДЕНИЕ
Современный технический прогресс требует создания большого количества новых материалов для работы в условиях высоких температур, давлений, скоростей деформации, агрессивных сред и широких диапазонов режимов трения.
В большинстве случаев новые материалы создают с таким расчетом, чтобы обеспечить оптимальное сочетание структурных и рабочих характеристик.
Среди новых технологических методов обработки металлов особое место занимает порошковая металлургия.
По сравнению с другими способами изготовления изделий порошковая металлургия имеет ряд преимуществ и позволяет:
- получать изделия необходимой формы без механической обработки или с применением минимальной обработки;
- производить изделия или материалы, которые невозможно получить путем литья: пористые фрикционные и антифрикционные материалы, сварочные контакты из псевдосплавов, металлокерамические твердые сплавы и т. д.
- Использовать различные отходы: окалину, стружку чугунную и стальную.
Порошковая металлургия позволяет получать изделия из любых металлов и сплавов, которые могут быть получены в виде порошка.
Основными операциями порошковой металлургии являются – получение металлических порошков, приготовление смесей, формование изделий, спекание, калибровка, термическая и химико-термическая обработка.
Порошковая металлургия – не только экологически чистый процесс, не создающий продуктов, загрязняющих воздух или воду, но и к тому же приближающийся к идеальной безотходной технологии. Фактически для получения металлического порошка используют отходы других производств в качестве исходного сырья.
Конструкционные материалы и детали из них – наиболее распространенные виды продукции, получаемой методом порошковой металлургии (ПМ). Основными потребителями конструкционных деталей являются автомобилестроение, с/х машиностроение, электромашиностроение, и приборостроение.
Деталь «шайба» относится к конструкционным деталям. Она должна обладать высокой износостойкостью и коррозионостойкостью. Такие свойства обеспечивает сталь ПК20Х13, легированная хромом. Хром придает сталям повышенную износостойкость и сопротивление коррозии.
1. ВЫБОР ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА
Для изготовления заданной детали (шайбы) требуется износостойкая и коррозионностойкая сталь такая, чтобы
σв= 420 Мпа, НВ = 2100 Мпа
Для изготовления данной детали наилучшим материалом является самозакаливающаяся сталь марки ПК20Х13.
Таблица 1. Характеристики стали ПК20Х13.
в , МПа | , г/см^3 | НВ, Мпа | Относ.удлин, % |
420 | 6,8 | 2100 | 2 |
Состав стали марки ПК20Х13:
- Железо (основа) – 86,8%;
- Углерод – 0,1 – 0,3%
- Хром (легирующий элемент)– 12,0 – 14,0%
Легирование преследует целью повышение комплекса механических свойств или придание материалу специальных свойств: магнитных, жаропрочности, коррозионостойкости.
Хром неограниченно растворяется в железе в жидком и твердом состоянии, активно расширяет область - Fe. Хром аналогично большинству легирующих элементов, способствует уменьшению содержания углерода в перлите, повышению устойчивости переохлажденного аустенита, снижению критической скорости закалки, увеличению прокаливаемости стали. Хром – карбидообразующий элемент. Хром повышает прочность и износостойкость материала.
Хромистые стали используют в качестве конструкционных материалов. Для порошковых сталей легирование хромом также представляет интерес ввиду эффективности его воздействия, невысокой стоимости и достаточной распространенности. Сдерживает внедрение хромистых сталей высокое сродство хрома к кислороду. Хром вводят в шихту в виде лигатур.
Эффективно использование хромистых сталей в качестве антифрикционных и износостойких материалов.
2. ВЫБОР, ОБОСНОВАНИЕ И ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ.
2.1 Выбор технологии.
Для выбора технологии необходимо посчитать каким способом мы сможем достигнуть нужной плотности.
Относительная плотность рассчитывается по формуле:
= пр/ комп *100%;
комп=100/(с1/1 + с2/2 + …+ сn/n)
где с1, с2, сn – весовые концентрации элементов в компактном
1, 2, n – компактные плотности элементов в порошковой смеси.
Компактные плотности элементов:
Железо – 7,86 г/см^3;
Углерод – 2,26 г/см^3;
Хром – 7,10 г/см^3.
комп= 100/(13/7,1 + 0,2/2,26 +86,8/7,86) = 7,71
=6,8/7,7 *100% = 88,3% =>
=> Для получения плотности изделия 6,8 г/см^3 достаточно однократного прессования и спекания.
Порошок железа Порошок графита Порошок хрома
Контроль
2.3 Описание технологической схемы.
2.3.1 Подготовка порошков.
Для приготовления шихты берутся порошки железа, графита и хрома. Перед подготовкой приготовления шихты они проходят предварительный контроль на соответствие сертификатам. Химический состав порошков определяется содержанием в них основного элемента, легирующих веществ, примесей и газов и устанавливается стандартами, техническими условиями или подбирается в соответствии с требованиями, предъявляемыми к детали и материалам. Физические свойства порошков – форма, размер и распределение частиц по фракциям, удельная поверхность, пикнометрическая плотность также указываются в стандартах и технических условиях.
Информация о работе Разработка технологии получения детали «шайба» методом порошковой металлургии