Термообработка

Улучшение значительно повышает конструктивную прочность стали, уменьшая чувствительность, к концентраторам напряжений, увеличивая работу пластической деформации при движении трещины (работу развития трещины) и снижая температуру  верхнего и нижнего порога хладноломкости. Отпуск при 550–600 °С в течение 1–2 ч почти полностью снимает остаточные напряжения, возникшие при закалке. Чаше длительность высокого отпуска составляет 1–6 ч – в зависимости от габаритных размеров изделия.

4) Составление принципиальной (маршрутной) технологии изготовления детали, включая и термическую обработку.

Построение маршрутной технологии зависит от конструктивно технологических  особенностей  деталей и требования точности.

Данная деталь получается по средствам проведения определенных последовательных операций:

- Отливки в песчаной  форме, для получения заготовки;

- Зачистка поверхности  отливки дробеструйной обработкой.

- Производится термообработка детали; предварительная термообработка: гомогенизация, для устранения дендритности и снятия внутренних напряжений; окончательная: режим закалки + высокий отпуск, требуемый для получения необходимых механических свойств;

- Механическая обработка: торец и обработка вертикальной оси и выполнение отверстий под шпильки; расточка патрубков. Нарезание резьбы в ручную.

- Общая обработка поверхности:  При обработке корпусных деталей  используются следующие методы  базирования:  1. обработка от плоскости,  т.е. вначале окончательно обрабатывают  установочную плоскость, затем  принимают ее за установочную  базу и относительно нее обрабатывают  точные отверстия;  2.  обработка  от отверстия, т.е. вначале окончательно  обрабатывают отверстие и затем  от него обрабатывают плоскость.

5) В соответствии со справочным материалом приведенным в таб. №3 выбираем режим термической обработки закалка + отпуск.

- Закалка осуществляется  при температуре приблизительно  равной 1000°С в соответствии с диаграммой состояния железо углерод.

Температура закалки для  большинства марок сталей можно  определить положением трех критических  точек А1, А2, А3. Обычно для доэвтектоидной стали температура закалки должна быть на 30-50°С выше Ас3. Т.е. исходя из выше сказанного температура закалки нужно пересмотреть:

Сталь 12ХМФ ( Cr,Mo, V – ОЦК )

Тзак. = 890+50+10+10+10=970°С

При закалке стали с  температурой выше Ас1, но ниже Ас3 в структуре на ряду с мартенситом сохраняется часть феррита, который снижает твердость в закаленном состоянии и ухудшает механические свойства после отпуска, такая закалка называется неполной. Поэтому температура была повышена на 50°С, чтобы уменьшить содержание феррита.

Размеры заготовки: d=850мм, L=800мм.

Т.к. в моем случае форма  детали сложная, но близка к цилиндрической, то коэффициент формы примем для цилиндрического образца, максимальный диаметр поперечного сечения равен 850.

Определяем время нагрева:

Общее время нагрева складывается из времени нагрева до заданной температуры  (   ) и времени выдержки при этой температуре, следовательно,

Величина           зависит от нагревающей способности  среды, от размеров и формы деталей, от их укладки в печи;            зависит от скорости фазовых превращений, которые определяются степенью перегрева, выше критической точки и дисперсностью исходной структуры.

Практически величина           может быть приравнена 1 минуте для  1мм углеродистой стали. Точно установить время нагрева можно установить лишь опытным путем для данной детали в данных конкретных условиях.

Улучшению подвергаются среднеуглеродистые конструкционные стали, к которым  предъявляются высокие требования придела тягучести, предела выносливости. Улучшение значительно повышает конструкционную прочность стали, уменьшая чувствительность к концентратам напряжений и снижает температуру верхнего и нижнего порога хладноемкости.

Для предложенной термообработки можно использовать газовую промышленную печь с выкатным поддоном для удобства загрузки данной детали.

Габариты данной печи ( размеры рабочего пространства):

Длина L =2000, ширина В = 1200, высота h = 800. Максимальная температура нагрева 1100°С, а нам больше и не надо.

Найдем объем рабочего пространства:

 Vпеч. = L*h*b=2*1.2*0.8=1.92м³.

Vзак. = 2,8 м³.

Определим садку:

Т. к. деталь единичная, то следовательно садка будет состоять из одной детали. Значит садку можно определить в зависимости от соотношении размеров печи и детали.

Исходя из соотношения  размеров, садку можно расположить  любым образом. Но выберу стоя на основании,  для обеспечения наилучшей устойчивости.