Термическую обработку применяют на различных стадиях производства деталей машин и металлоизделий. В одних случаях она может быть промежуточной операцией, служащей для улучшения обрабатываемости сплавов давлением, резанием, в других – является окончательной операцией, обеспечивающей необходимый комплекс показателей механических, физических и эксплуатационных свойств изделий или полуфабрикатов. Полуфабрикаты подвергают термической обработке для улучшения структуры, снижения твердости (улучшения обрабатываемости), а детали – для придания им определенных, требуемых свойств (твердости, износостойкости, прочности и других).
В результате термической обработки свойства сплавов могут быть изменены в широких пределах. Возможность значительного повышения механических свойств после термической обработки по сравнению с исходным состоянием позволяет увеличить допускаемые напряжения, уменьшить размеры и массу машин и механизмов, повысить надежность и срок службы изделий. Улучшение свойств в результате термической обработки позволяет применять сплавы более простых составов, а поэтому более дешевые. Сплавы приобретают также некоторые новые свойства, в связи с чем расширяется область их применения.
Назначение и виды термической обработки
Термической (тепловой) обработкой называются процессы, сущность которых заключается в нагреве и охлаждении изделий по определенным режимам, в результате чего происходят изменения структуры, фазового состава, механических и физических свойств материала, без изменения химического состава.
Назначение термической обработки металлов – получение требуемой твердости, улучшение прочностных характеристик металлов и сплавов. Термическая обработка подразделяется на термическую, термомеханическую и химико-термическую.
Термическая обработка – только термическое воздействие, термомеханическая – сочетание термического воздействия и пластической деформации, химико-термическая – сочетание термического и химического воздействия. Термическая обработка, в зависимости от структурного состояния, получаемого в результате ее применения, подразделяется на отжиг (первого и второго рода), закалку и отпуск.
Отжиг
Отжиг – термическая обработка заключающаяся в нагреве металла до определенных температур, выдержка и последующего очень медленного охлаждения вместе с печью. Применяют для улучшения обработки металлов резанием, снижения твердости, получения зернистой структуры, а также для снятия напряжений, устраняет частично (или полностью) всякого рода неоднородности, которые были внесены в металл при предшествующих операциях (механическая обработка, обработка давлением, литье, сварка), улучшает структуру стали.
Подробнее...
Термическую обработку применяют для снятия внутренних напряжений в отливках, выравнивания, измельчения и изменения их структуры в целях повышения прочности, пластичности, твердости, их эксплуатационной надежности. Термическая обработка основана на превращениях, происходящих в сплавах в твердом состоянии при изменении температуры.
Любая термическая обработка состоит из трех основных операций, следующих друг за другом: нагрева до определенной температуры, выдержки при заданной температуре и охлаждения с различной скоростью до комнатной температуры.
В зависимости от температуры, скорости охлаждения и продолжительности выдержки различают следующие виды термической обработки отливок: отжиг, нормализацию, закалку, отпуск. Выбор вида обработки определяется природой сплава, требованиями к свойствам отливок и возможностями каждого вида термической обработки.
Отжиг применяют для снятия внутренних литейных напряжений, повышения пластичности, уменьшения твердости, изменения структуры.
Нормализация отличается от отжига более высокой температурой нагрева и большей скоростью охлаждения. Этот вид термической обработки широко используют для измельчения структуры и повышения прочности и твердости.
Закалка характеризуется нагревом сплавов выше температуры фазовых превращений и быстрым охлаждением в воде, масле или в других жидкостях. При этом в сплавах фиксируются неравновесные структуры, повышающие механические свойства сплавов. После закалки для снятия внутренних напряжений выполняют рекристаллизационный отжиг.
Отпуск — это процесс длительной выдержки отливок при комнатной (естественное старение) или повышенной (искусственное старение) температуре с целью приближения их к равновесному состоянию. Отпуск применяют, как правило, после закалки или нормализации. При этом повышаются пластические свойства отливок. Как самостоятельный процесс его используют для снятия внутренних термических напряжений.
Химико-термическая обработка характеризуется тем, что сплавы обрабатывают в средах, которые взаимодействуют с ними и насыщают их на определенную глубину, изменяя структуру, состав и свойства поверхностного слоя.
|
В процессе выбивки необходимо разрушить разовую литейную форму с целью освобождения отливки. Во избежание искажения конфигурации, образования трещин и других дефектов отливок выбивка должна производиться только после завершения процессов кристаллизации расплава и формирования отливок в форме. Практический опыт показывает, что чугунные отливки можно извлекать при температурах: мелкие—-700—800 °С, средние — 400—500 °С, крупные — 300—400 °С. Отливки из бронзы выбивают из форм при температуре 300— 500 °С, алюминиевые—при 200—300 °С, магниевые — после охлаждения до 100—150 °С.
Продолжительность охлаждения отливок в разовых песчано-глинистых формах зависит от их массы, толщины стенок и составляет от 10—15 мин до 24 ч и более. С целью сокращения этого времени используют принудительное охлаждение отливок (водой, воздухом, их смесью).
В современных механизированных и автоматизированных литейных цехах охлаждение отливок осуществляется в специальной зоне охлаждения литейного конвейера, снабженной охладительным кожухом, длина которого в зависимости от размеров форм и массы отливок составляет 36—60 м.
Выбивка форм является одной из самых тяжелых и вредных операций в литейном производстве, так как сопровождается выделением большого количества пыли, теплоты и газов. Поэтому механизация и автоматизация работ по выбивке являются первоочередными задачами.
Основным видом оборудования для механизации выбивки отливок из форм являются механические выбивные решетки. Выбивная решетка представляет собой решетчатую раму, опирающуюся на амортизаторы и приводимую в колебательное движение механизмами различного типа.
Под действием вибрации формовочная смесь выбивается из опоки и проваливается сквозь щели решетки вниз на конвейер, а освободившаяся отливка и пустая опока остаются на решетке. Для выбивки мелких, средних и крупных форм используют соответственно эксцентриковые, инерционные и ударные инерционные решетки, причем последние часто собирают в блоки из нескольких единичных решеток Решетки снабжены системами укрытия, отсоса пыли и газа.
В современных литейных цехах широко используют автоматические выбивные устройства, которые осуществляют не только выбивку, но и распаровку верхних и нижних опок, установку их на конвейеры и возвращение к формовочным машинам, дальнейшую транспортировку отливок.
В зависимости от технологии изготовления литейной формы и ее свойств, а также массы отливки используют разновидности автоматической выбивки форм.
Выбивка прессованных опочных форм осуществляется с помощью прошивного пресса.
Процесс применяют главным образом при изготовлении мелких и средних отливок массой от нескольких килограммов до 1 т. Наиболее распространены трехфазные печи десяти разновидностей — от ДС-0,5, вмещающей 0,5 т расплава (производительность 0,25—0,33 т/ч), до ДСП-50 вместимостью до 100 т и производительностью 11,4 т/ч при кислом процессе плавки и 8,5 т/ч — при основном.
Источником теплоты при плавке служит электрическая дуга, возникающая между металлической шихтой (расплавом) и тремя графитовыми электродами, по которым подводится электрический ток. Загрузка шихты осуществляется специальной бадьей. Шихта содержит 55—65% стального лома, 37—40% возврата собственного производства и 2—3% передельного чугуна.
В дуговых электрических печах ведут основной и кислый процессы плавки стали. Основной процесс применяют при получении отливок из высоколегированных и специальных сталей, а кислый — отливок из среднеуглеродистых и низколегированных сталей стандартных марок. К преимуществам плавки в дуговых печах относят возможность достижения высоких температур (в зоне электрической дуги ≈3000°С) и обеспечения восстановительной атмосферы в плавильном пространстве, что обусловливает высокий перегрев расплава и низкий угар элементов; получение стали с низким содержанием вредных примесей; лучшие санитарно-гигиенические условия плавки; возможность механизации и автоматического регулирования процесса плавки.
|
КАТАЛОГ ТОВАРОВ ДЛЯ ТТУ
