Реферат Штампове сталь Х12Ф1

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Федеральне агентство за освітою

Державне освітнє установа вищого професійної освіти

>Кузбасский державний технічний університет


Кафедра технології металів


>Курсовой проект


>Виполнил студент грн.МС-061

Биков Р. У.

Перевірив: Короткова Л. П.


Кемерово 2009 р.


 

Зміст

 

1. Загальна характеристика вироби та її матеріалу

1.1 Аналіз службового призначення інструменту та вимоги, пред'явлені до нього по основним властивостями

1.2 Аналіз технологічних властивостей стали

1.3 Аналіз хімічного складу сталі та його впливом геть структуру, фазовий склад, основні технологічні властивості

2. Проектування технологічного процесу попередньої Т.А

2.1 Визначення структури технологічного процесу попередньої термічної обробки

2.2 Проектування технологічних операцій кування іотжига

2.3 Вибір допоміжних операцій та устаткування

2.4 Контроль якості після попередньої термічної обробки сталей

2.5 Дефекти і їх усунення

3. Проектування технологічного процесуупрочняющей т. про

3.1 Визначення структуриупрочняющейт.о

3.2 Проектування операцій гарту й відпустки

3.3 Вибір допоміжних операцій та устаткування

3.4 Контроль якості стали післяупрочняющей термічної обробки

3.5 Дефекти і їх усунення

Список літератури


1. Загальна характеристика вироби та її матеріалу

 

1.1 Аналіз службового призначення інструменту та вимоги, пред'явлені до нього по основним властивостями

 

>Резьбонакатние ролики є циліндричні диски, на зовнішньої поверхні яких освіченамногозаходная різьблення, або кільцеві витки. Конструктивні елементирезьбонакатних роликів та його розміри залежить від прийнятого способунакативания різьби, розмірів деталі, моделі застосовуваного верстата.Ролики є універсальним інструментом, оскільки дозволяють накочувати різьблення високої точності, різної довжини із малими та великими кроками, за різноманітних матеріалах.

Ролик повинен мати твердістю після термообробкиHRC 59—61. У процесінакативания різьби ролики захоплюють заготівлю, відбувається процес взаємної обкатування ролика і заготівлі, у результаті якого витки різьби ролика удавлюються у матеріал заготівлі та як негативний відбиток утворюють у ньому різьблення. У час закінчення обробки поверхнірезьб роликів і оброблена поверхню різьби деталі взаємно стосуються одне одного. Задля більшої взаємного торкання аналізованих гвинтових поверхонь необхідно, щоб кут підйому різьби на роликах дорівнював розі підйому різьби деталі ролики виготовлялися з лівого різьбленням принакативании правої різьби, і навпаки, з боку різьбленням принакативании лівої різьби.

СтальХ12Ф1 застосовується виготовлення холодних штампів високої стійкості протиистирания, не які піддаються сильним ударам і поштовхам,волочильних дощок і волок, вічок длякалиброванияпруткового металу піднакатку різьби,гибочних і формувальних штампів, складних кузовних штампів, матриць іпуансоноввирубних іпросечних штампів, штампувань активною частиною електричних машин.

1.2 Аналіз технологічних властивостей стали

 

СтальХ12Ф1штамповая сталь холодного деформування з підвищеним змістом хрому. СтальХ12Ф1 має хорошоютеплостойкостью і міцністю, високоїпрокаливаемостью,закаливаемостью і зносостійкості. Також ця стальтехнологична, добре обробляється різанням і тиском, задовільно шліфується.

1.3 Аналіз хімічного складу сталі та його впливом геть структуру, фазовий склад, основні технологічні властивості

 

Щодо хімічного складуштампових сталей відповідає ГОСТ 5950 – 2000

Щодо хімічного складу, % (щодо маси) табл. 1

>Табл. 1

Хімічний елемент Масова частка елемента, %
>Углерод (З) 1,25 – 1,45
Вольфрам (W) -
Ванадій (V) 0,7 – 0,9
Кремній (Si) 0,10 – 0,40
Мідь (>Cu) -
>Молибден (>Mo) 1,4 – 1,8
Марганець (>Mn) 0,15 – 0,45
Нікель (>Ni) -
>Фосфор (>P) -
>Хром (>Cr) 11,00 – 12,50
Сірка (P.S) -

Висока твердість визначається містило велику кількість вуглецю. Стали із вмістом З 1,25-1,45 % єсталямиледебуритного класу, тобто. перебувають улитом станікарбиднуюевтектику, мають після гарту твердістьHRC 62-64. Ці стали містять високе кількістькарбидоборазующих елементів, підвищений вміст вуглецю і хрому забезпечує освіту підвищеногокол-ва карбідів хрому (M7З3, M23З6). Загальна кількість карбідів становить близько 20%.

Основнимлегирующим елементомштамповой стали холодного деформування є хром (>Cr). Він підвищує ріжучі властивості і зносостійкість, збільшує міцність іпрокаливаемость стали, що особливо важливо задля великихпуансонов і матриць. За наявності понад 2,5% підвищує стійкість стали проти відпустки, особливо в нагріванні інструмента до температур, вище 300° З. Разом з марганцем зменшуєкоробление при загартуванню. Проте, у сталей із вмістом хрому 12% з'являються недоліки. Різко вираженакарбидная неоднорідність підвищена схильність до коагуляції карбідів, сприяєразупрочнению сталей при нагріванні.

Вольфрам (W) вводять підвищення твердості, зносостійкості іпрокаливаемости стали, покращуєрежущую здатність інструмента.

Ванадій (V) вштампових сталях є у карбіті VC і твердому розчині. Ванадій істотно зменшує чутливістьштампових сталей до перегріву, підвищуєтеплостойкость сталей, покращує розподіл частинок надлишкової фази. При змісті ванадію 0,3 – 0,5 % міцність і пластичність стали буде вищою, ніж ввисокованадиевих сталей.

>Молибден (>Mo) вводять увисокохромистую сталь збільшення її в'язкості і підвищенняпрокаливаемости. Також молібден чинить негативний впливом гетьокалиностойкость. Тому зміст молібдену вштампових сталях обмежується 1,4 – 1,8 %.

Марганець (>Mn) вводять підвищенняпрокаливаемости стали. У поєднанні з хромом молібден зменшуєкоробление при загартуванню, але збільшує схильність до перегріву.

Кремній (Si) вводять, щобпрокаливаемость стали, підвищити стійкість проти відпустки.

Отже стальХ12Ф1 із високим вмістом хрому належить дополутеплостойкимсталям. Вони придатні виготовлення штампів,пуансонов, роликів зтвердостью 45…52HRC і за температурі експлуатації до 700проЗ.


111

 
2. Проектування технологічного процесу попередньої термічної обробки

 

2.1 Визначення структури технологічного процесу попередньої термічної обробки

 

СтальХ12Ф1 по структурному ознакою є сталлюледебуритного класу, тобто. містить улитом станікарбиднуюевтектику. Для подрібнення карбідноїевтектики та зниження бала карбідної неоднорідності сталиледебуритного класу передотжигом обов'язково кують в інтервалі температур 1100-850проЗ. У процесі куваннякарбиднаяевтектика дробиться і більше рівномірно розподіляється структурою. Але тим щонайменше усе одно зберігаєтьсякарбидная неоднорідність.

Після кування піддаємо заготівлю зі сталіХ12Ф1изотермическомуотжигу.Отжиг діє з метою зняття внутрішніх напруг, поліпшенняобрабативаемости різанням, отримання дрібно зернистої рівномірної структури стали для наступної якісної гарту інструмента, виправлення дефектної структури легованих сталей.

Попередня термічна обробка здійснюється з з метою отримання оптимальних структури та властивостей сталі у вихідному стані.

2.2 Проектування технологічних операцій кування іотжига

 

2.2.1 >Ковка

Застосовується підвищення структури інструментальних сталей, і навіть для перекази необхідної форми заготівлям інструмента.

Щоб якось забезпечити високу якість інструмента, слід нагріти заготівлі з показаного нижче режиму.Ковка єотвественной операцією, при недостатньою поковки виникаєкарбидная сегрегація – місцеве скупчення карбідів як ділянок незруйнованоїевтектики.

а) Попередній нагрівання заготовок.

Заготівлі занурюються у піч з температурою до 700проЗ.Видержку заготовок (0,5 –1ч) проводять вирівнювання температури, та був здійснюють нагрівання зі швидкістю 50 – 70 0>C/ч до 900 – 950проЗ.

При установці температури початку кування (1100проЗ для сталиХ12Ф1) прагнуть забезпечити досить низьку температуру кінця кування (850проЗ для сталиХ12Ф1).

Температури нагріву під кування обирають з умов досягнення найвищою пластичності у досить широкому інтервалі температур.Эвтектикивисокохромистих сталей, особливо у центральних зонах зливків, плавляться при 1190 – 1210проЗ повагою та зумовлюють високу чутливість їх до перегріву іпережогу. Через це температура нагріву таких сталей має перевищувати 1140 – 1180проЗ, хоча максимальна пластичність поверхневих зон характеризується вищої температурі.

>Температуру закінчення кування вибирають з урахуванням уникнення освіти тріщин ірванин внаслідок значного зниження пластичності металу і підготовки необхідної структури (розміру зерна аустеніту, і розподілу ідисперсности надлишкових фаз та інших.), які забезпечують високі механічні властивості після остаточної термічної обробки. Щоб запобігти виникнення тріщин принаймні зниження температури металу необхідно зменшувати величину одиничнихобжатий.

Зазначені рекомендації по режимам нагріву і оптимальним температурним інтервалам кування цілком можна застосувати і до місцевих умов машинобудівних і інструментальних підприємств. І тут кування заготовок здебільшого виконують й не так для одержання необхідних розмірів, скільки підвищення структури та властивостей, оскільки сортовий метал у стані поставки має розвинену структурнуполосчатость і високіанизотропию властивостей в поперечному і подовжньому напрямах. Це, як було зазначено, призводить до небажаних наслідків як із термічній обробці, і при експлуатації інструментів.

б) Остаточний нагрівання.

Після попереднього нагрівання У першій печі заготівля переноситься на другу піч для остаточного нагріву до температур початку кування.

>Ковка заготовок інструментів зштампових сталей виконують досить потужному ковальському устаткуванні, що забезпечує деформацію металу з усього перерізу поковки. Щоб уникнути тріщин заготівлі одразу після кування слід піддавати спеціальному охолодження в криницях при 750–800 проЗ; після чого заготівлі безпосередньо надходять на відпал.

Після куванняштамповой стали досягається твердістьHRC 52 – 54. Для попереднього нагрівання використовується пічПН – 12. Це найбільш проста інадежная, за способом герметизації, камерна електропіч із жвавим ободом. Остаточний нагрівання проводитимемо у камерному печі Р ->30(рис.2, лист 1), високотемпературної із захистом атмосфери.

Максимальна робоча температура печі Р – 30 1300проЗ,ПН – 12 950проЗ.

2.2.2 >Отжиг

>Отжиг заготовок, виділені на виготовлення інструмента, виробляється у цілях:

отримання оптимальної твердості, які забезпечують хорошу оброблюваність стали різанням;

отриманнямелкозернистой рівномірної структури стали перед наступної загартованістю інструмента;

виправлення дефектної структури.

>Отжиг забезпечує отримання структури зернистого перліту в інструментальних сталях. Ця структура має низьку твердість, хорошу оброблюваність різанням і відданість забезпечує кращі властивості при наступної загартуванню. Узаевтектоидних сталейперлитного класу відпал за певних умов усуваєкарбидную сітку.

СтальХ12Ф1 –заевтектоидная й у отримання у її структурі зернистого перліту найкраще використати ізотермічний відпал.

Сталь (заготівля) завантажується в піч, нагрівається до 830 – 850проЗ. Потім охолоджується з піччю 40град/ч до температуриизотермической витримки 700 – 720проЗ повагою та витримується 2 –3ч. Далі охолоджується з піччю 50град/ч до температури 550проЗ, і потім охолоджується надворі. Післяотжига твердість стали стає рівної трохи більшеHB 255 для сталиХ12Ф1.

Структура стали післяотжига Піз+ДоI+ДоII – оптимальна для наступної якісної гарту.

Оскільки кращим є відпал в захисної атмосфері (>предохраняющий поверхню відокаленообразования іобезуглероживания, і навітьсокращающий тривалість процесу, оскільки заготівлю нагрівають у вигляді) проводитимемо їх у камерної електричної печі з захисної атмосферою типуН30х65(рис.1, лист 1) з максимальною робочої температурою 950проЗ. Як захисної атмосфери використовуємоПН00 (ЗІ - М2 - W2).

2.3 Вибір допоміжних операцій та устаткування

 

Наявність відповідної оснастки для основних та проміжних операцій попередньоїт.о. (>отжига, гарту, відпустки та інших.) сприяє підвищенню технологічного процесу, підвищує якість оброблюваного інструмента, покращує умови праці робочих.

Пристосування длят.о. – підхоплення для завантаження ящиків, піддонів, деталей в камерні печі та його вивантаження. Таке пристосування надійно й просто виготовлення.

Вибір допоміжних операцій:

а) Попередня промивання інструмента від солей та олії виробляється у мийної машині. У цьому машині інструмент піддається хімічному і механічному впливу гарячого лужного розчину. Складприготовляется з рідкого скла і каустичної соди, загальна лужність розчину повинна бути 0,38 – 0,41%

б)Кипячение в підкисленою воді (в киплячому2%-ом розчині соляної кислоти) здійснюється передтравлением для зниження витрат кислоти і часу травлення.

>Кипячение виробляється у протягом 5-10 хв. і має мета розчинити солі, решта лежить на поверхні інструмента після нагріву в солях, і навіть розрихлитиокалину.

в)Травление призначено для остаточного зняття окалини, руйнації видалення що від попереднього кип'ятінняхлористих солей.Травление виробляється у розчині технічної соляної кислоти, води 0,5 % присадки «>Глютам». Тривалість травлення 3-5 хв при 18-20про З (залежно від шару або товщини окалини).

р) Повторна промивання застосовується до повного видалення кислоти і бруду, які утворилися на виробі (заготівлі) при травленні, здійснюється в проточній воді.Промивка супроводжується багаторазовим струшуванням.

буд)Кипячение в2%-омсодовом розчині виробляється для повної нейтралізації кислоти протягом десяти хв.

е)Пассивирование здійснюється у тому, щоб уберегти вироби від корозії. Воно виробляється у гарячому водянику розчині що містить 25%NaNO2. Витяг інструмента у ванні зазначеного складу 3-5 хв.

Після такогомногооперационной обробки виріб вийде чистим й захищеним від корозії. Дані операції післяотжига повному обсязі можуть використовуватися.


 

2.4 Контроль якості після попередньої термічної обробки сталей

Результат попередньоїт.о. оцінюють який за твердістю імикроструктуре.Микроструктуру приотжиге заготовокзаевтектоидних сталей контролюють систематично на зернистий перліт.

Параметри, контрольовані уштампових сталей післяотжига:

· твердість може постачання за ГОСТ 5950-73,HB 255

·карбидная неоднорідність 4 бала

·обезуглероженний шар, глибина 0,5 мм

2.5 Дефекти і їх усунення

 

>Окисление іобезуглероживание – дефекти, є результатом хімічної реакції що відбувається при нагріванні стали між поверховим шаром металу і кисню оточуючим середу. Ці процеси надають негативний вплив на конструктивну міцність виробів, що веде до втрати міцності металу на удар, зумовлює необхідність збільшенняприпусков для наступної механічного оброблення.

>Окисление визначають безпосереднім оглядом заготівлі, аобезуглероживание випробуванням на твердість чи металографічним випробуванням.

При глибині проникнення більш ніж додача на шліфування, шлюб невиправний. Щоб запобігти слід вести нагрівання в захисної атмосфері, а за відсутності такий у шухлядах із чавунною стружкою, деревним вугіллям з п'ятьма%кальциированной соди, перепаленим азбестом, білим піском тощо. У солоні ванни для запобіганняобезуглероживания додають мелений феросиліцій у кількості 0,5 – 1 % ваги солі чи бурові, борну кислоту, жовту кров'яну сіль.

Контроль твердості зазвичай виробляють із допомогоюЦБМ (пресаБреннеля) – для відпалених сталей.

>Карбидная неоднорідність виникає через недостатньою ступеняукова. Для її усунення змінюють характер деформування рахунок застосування: усадки, пресування, із наступною прокаткою, кування змногократной витяжкою,екструзии тощо.

>Нафталинистий злам характеризується своєрідним виглядом зламу, що є наслідком руйнації з певнихкристаллографическим площинам, супроводжується значним зниженнямпрочностних властивостей і особливо ударної в'язкості.

Викликається закінченням гарячої механічного оброблення при зайве високої температурі (1050 – 1150проЗ), якщо ступінь деформації при останньомуотжигании була великий і якщо наступний відпал виконано недостатньо повно і забезпечив необхідного значення твердості (>HB 255) виконанням повторної гарту без проміжногоотжига.

Усуненнянафталинистого зламу та своєчасне відновлення механічних властивостей складно здійснити. Це досягається багаторазовим тривалимотжигом чи відпусткою.

 


 

3. Проектування технологічного процесу >упрочняющей термічної обробки

3.1 Визначення структуриупрочняющей термічної обробкою

Основний механізм зміцнення цемартенситное перетворення.Т.о. залежить від високої температурної загартуванню (1000 – 1050проЗ олію). Вихідна структура П+ До I + ДоII. Особливістю гарту є високий нагрівання. Щоб розчинити вториннікарбиди хрому й одержати високолегованийаустенит. Також високий нагрівання забезпечує отриманнявисоколегированного мартенситу стійкого від розпаду. Після гарту

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація