Сталь, ее назначение, химический состав и механические свойства. Выбор параметров термической обработки, контроль качества, возможный брак и способы его устранения. Расчет необходимого количества оборудования. Электрическая печь периодического действия.
Аннотация к работе
Термическая обработка применяется в металлургии, машиностроении, и других важных отраслях промышленности. Она является неотъемлемым элементом технологического процесса полуфабрикатов, изделий и инструмента, определяет их надежность и долговечность в условиях эксплуатации. Азотирование проводится для повышения твердости, износостойкости и прочности поверхностных слоев детали при сохранении вязкой, пластичной сердцевины.Стенки цилиндра двигателя образуют совместно с поршнем, кольцами и поверхностью камеры сгорания пространство переменного объема, в котором совершаются все рабочие процессы двигателя внутреннего сгорания. Стенка цилиндра должна быть тщательно обработана и образовывает с поршневыми кольцами пару скольжения. Цилиндры и гильзы цилиндров нагружаются силами давления газов, боковой нагрузкой от поршня и температурной нагрузкой. Переменная по величине и направлению боковая нагрузка вызывает изгиб и вибрацию цилиндра и ослабляет его крепление к картеру. Гильзы цилиндров могут, являются как самостоятельной конструкционной единицей двигателя ("мокрые" и гильзы двигателей воздушного охлаждения), так и являться элементом ремонтной технологии, предусмотренной заводом изготовителем (например: "сухие" гильзы для двигателей, где цилиндры выполнены заодно с блок-картером).Химический состав марки стали 38Х2МЮА представлен в таблице 1[3]. Никель образует твердые растворы внутри легированных сталей, повышается прочность стали, ее устойчивость к высоким температурам (никель - сильный аустенизатор). Марганец способствует повышению твердости и прочности, обеспечивает высокую вязкость сталей но он делает структуру стали чувствительной к перегреву, поэтому для измельчения зерна вместе с марганцем вводят карбидообразующие элементы. В таблице 2 указаны основные характерные для стали 38Х2МЮА критическе точки начала и конца образования аустенита при нагреве и охлаждении и точка начала мартенситного превращения в °С[3]. В таблице 4показана зависимость твердости от расстояния от торца детали, при закалке при температуре 870°С, критический диаметр в воде и масле[3].Как и цементация, азотирование проводится для повышения твердости, износостойкости и прочности поверхностных слоев детали при сохранении вязкой, пластичной сердцевины. Азотирование кроме этого повышает так же коррозионную стойкость стали в атмосфере влажного воздуха или пресной воде. При азотировании сталь нагревают до температуры 500-540°С. Как и цементация, азотирование проводится для повышения твердости, износостойкости и прочности поверхностных слоев детали при сохранении вязкой, пластичной сердцевины. Азотирование кроме этого повышает так же коррозионную стойкость стали в атмосфере влажного воздуха или пресной воде.При определении количества оборудования необходимо знать действительный фонд времени работы оборудования [7], который можно определить по выражению: (4) где Тк - календарное время суток; Тк=365дней; Р - процент времени, отведенный на ремонт и обслуживание оборудование; для трехсменного рабочего дня принимаем Р=5%. Подставим численные значения в формулу (4): Необходимый фонд эффективного времени работы оборудования (электропечей типа СТЗ) для обработки деталей, при условии что годовая программа А=235000кг, можно вычислить по формуле: (5) где Q - часовая производительность оборудования, кг/ч; Q=450кг/ч. После подстановки численных значений в формулу (5) получаем: Количество единиц оборудования (электропечей типа СТЗ) можно определить по следующему выражению: (6) Необходимый фонд эффективного времени работы оборудования (камерной печи) для обработки деталей можно вычислить по формуле (5): Количество единиц оборудования определяем по формуле (6): Принимаем количество печей с передвижной камерой для азотирования типа СНА-7,5.24.10/6 N=1.На проектируемом участке для закалки и отпуска применяют электропечь СТЗ-5.40 5/10-Б1. В таблице 8 приведены габаритные размеры печи, а так же размеры поддона. В данной печи производится нагрев электрическими свободноизлучаемыми нагревателями до необходимой температуры, в данной работе нагрев для отпуска производится до температуры 500°С. Так же нагрев в печи производится в атмосфере эндогаза. Следует уделить большое внимание технике безопасности при работе с электропечами.В термических цехах для подъема, а так же передачи деталей и поддонов от одной печи к другой применяется кран-балка. С помощью крана-балки выполняются транспортные операции при термической обработке (например, выгрузку деталей из печи, погружение их в закалочный бак. Ввиду того, что указанные операции должны производиться быстро, краны снабжаются специальными лебедками, обеспечивающие скорость подъема изделия 20-30 и опускания 40-60 м/мин. Учитывая относительно небольшую массу изделий и возможную необходимость ремонта печей выбираем грузоподъемность 2т. При подготовке поверхности заготовки необходимо исключить изменение свойств металла изза нагрева или наклепа.
План
Оглавление
Введение
1. Технологическая часть
1.1 Требования предъявляемые к материалу
1.2 Обоснование выбора материала
1.3 Описание стали 38Х2МЮА
1.3.1 Назначение и особенности химического состава стали
1.3.2 Механические свойства стали
1.3.3 Технологические свойства стали 38Х2МЮА
1.4 Выбор и обоснование параметров термической обработки
1.5 Технологическая карта
1.6 Контроль качества термической обработки
1.7 Возможный брак и способы его устранения
2. Выбор, описание и расчет основного, дополнительного и вспомогательного оборудования
2.1 Выбор и расчет необходимого количества оборудования
2.2 Описание выбранного оборудования
2.2.1 Описание основного оборудования
2.2.2 Описание вспомогательного оборудования
2.3 Расчет времени нагрева металла и тепловой расчет печи
2.4 Тепловой расчет электрической печи периодического действия