Dezvoltarea tehnologiei pentru tratarea termică a unei bucșe din oțel 45

Ministerul Educației și Științei al Ucrainei

Universitatea Națională Tehnică Donețk

„Bazele tehnologice ale tratamentului termic”

„Dezvoltarea tehnologiei pentru tratarea termică a bucșelor din oțel 45”

Îndeplinit art. gr. PM-04

1 Descrierea condițiilor de funcționare a bucșei și cerințele pentru aceasta ……………………………………………………………. ……. 5

2 Selectarea și justificarea clasei de oțel …………………………………………….… 7

3 Dezvoltarea tehnologiei de tratare termică a bucșei …………. 10

BIBLIOGRAFIE . 16

Tratamentul termic este una dintre cele mai importante etape în producția de produse laminate, scule, piese de mașini și produse din oțel.

Deci, cu ajutorul tratamentului termic, este posibil să se obțină proprietățile cerute ale bucșei investigate într-un mod relativ ieftin, în timp ce este posibil să se renunțe (sau să se reducă semnificativ) aliajele cu elemente scumpe și să se reducă costul acesteia datorită o scădere a masei produsului. În unele cazuri, nu este necesar să se obțină un set de proprietăți pe întreaga secțiune; este suficient să se aplice un tratament termic straturilor de suprafață ale manșonului și să se obțină proprietățile necesare fără a compromite performanța.

Scopul acestei lucrări este de a dezvolta o tehnologie de tratament termic pentru bucșa de strung. Bucșă investigată concepută pentru a reduce coeficientul de frecare pe arborele de lucru al motorului de strung. Motorul este proiectat astfel încât să fie imposibilă instalarea rulmenților pe arbore, prin urmare, se folosesc numai bucșe pentru a reduce coeficientul de frecare la rulare și pentru a preveni uzura arborelui. În acest caz, manșonul trebuie să aibă o rezistență suficientă la uzura prin contact, rezistență structurală ridicată și rezistență la torsiune. Set de proprietăți necesarpot fi obținute în diferite moduri: deformare-tratament termic, tratare cu presiune a metalelor (desen, desen), utilizarea materialelor compozite etc. Dar cea mai eficientă, rapidă și simplă modalitate de prelucrare a manșonului este tratamentul termic.

Eficiența acestui proces depinde în mare măsură de modurile și parametrii tratamentului termic. De aceea, dezvoltarea tehnologiei de tratare termică a bucșei este o sarcină importantă a procesului de producție în ansamblu.

1 DESCRIEREA CONDIȚILOR DE FUNCȚIONARE ALE BUCȘII ȘI

CERINȚE PENTRU EL

Manșonul, care este prezentat în Figura 1.1. conceput pentru a reduce

Figura 1.1 - Schița manșonului

niya a sarcinilor pe care le suferă arborele de lucru atunci când motorul strungului funcționează. Când armătura de curent continuu, mecanismul real de antrenare al mașinii, se rotește, există rezistență cauzată de frecare pe arborele motorului. În plus, această bucșă suferă sarcini de îndoire, strivire și torsiune în timpul funcționării. Pentru a reduce aceste sarcini, se folosește un manșon, în exterior este atașat la motorul mașinii, iar în interiorul acestuia, de fapt, arborele de lucru se rotește. Pentru a reduce frecarea în timpul funcționării mecanismului, manșonul este acoperit pe interior cu un lubrifiant pentru care sunt prevăzute 4 caneluri de lubrifiere.

Astfel, această bucșă este o parte importantă a motorului, deoarece previne o posibilă reducere a performanței tehnice a strungului și, prin urmare, trebuie să îndeplinească o serie de cerințe.

Principalele caracteristici ale bucsei sunt: ​​rezistenta structurala si la oboseala ridicata, determinata de combinatia optima de rezistenta si tenacitate, trebuie sa aiba si duritate si rezistenta la uzura suficienta. Proprietățile tehnologice necesare ale mânecii sunt buneprelucrabilitate, tendință scăzută la fisurare și decarburare în timpul tratamentului termic; dar cel mai important lucru este călibilitatea și constanța proprietăților pe întreaga secțiune transversală. De asemenea, nu trebuie să uităm că cerințele pentru suprafață trebuie îndeplinite pentru această bucșă, adică prezența depunerilor, fisurilor și semnelor de deformare nu este permisă.

Având în vedere toate acestea, studiile de proiectare au arătat că este necesar să se folosească un manșon care va avea următoarele proprietăți:

o limită de curgere - σt nu mai puțin de 570-600 N / mm 2;

o rezistență temporară - σv nu mai puțin de 730-750 N / mm 2;

o duritate - 210-240 HB;

o rezistență la impact KCU mai mică de 160 j/cm2.

2 SELECTAREA ȘI JUSTIFICAREA CLASULUI DE OȚEL

Pe baza condițiilor de lucru și a cerințelor pentru produs, presupunem că piesa de prelucrat din care va fi prelucrată ulterior manșonul poate fi realizată din trei clase de oțel: St 35, St 40 și St 45.

Informațiile despre călibilitatea oțelurilor 35, 40, 45 sunt date în tabelul 2.1.

Tabel 2.1 - Influența mediului de răcire asupra călității oțelurilor 35, 40.45 [3]

O analiză a tabelului 2.1 arată că adâncimea stratului întărit necesară pentru o bucșă dată egală cu 10 mm poate fi obținută prin călire în apă pe toate oțelurile din această grupă. Din punct de vedere economic, St 35 este cel mai ieftin dintre aceste oțeluri.De aceea, având în vedere acest lucru și faptul că toate oțelurile din această grupă asigură adâncimea necesară a stratului întărit, vom opri alegerea materialului la St 35.

Informațiile despre compoziția chimică și punctele critice ale oțelului 35 sunt date în tabelul 2.2.

Tabel 2.2 - Compoziția chimică și punctele critice ale oțelului carbon de calitate 35 [3]

Elemente esentiale, %	Puncte critice, despre C
CU	Mn	Ac1	Ac3	Ar1	Ar3
0,32-0,40	0,5-0,8	730	802	691	791

Pentru o determinare detaliată a structurilor în timpul tratamentului termic, puteți utiliza diagramele izoterme și termocinetice pentru oțelul 35, care sunt prezentate în Figura 2.1.

Figura 2.1 - Efectul vitezei de răcire asupra structurii de oțel taust =850 0 С) [3]

Pentru a obține o astfel de viteză de răcire, este cel mai rațional să folosiți apă, deoarece va oferi o întărire suficientă (5 mm) [3] și este cel mai economic mediu. În acest caz, conform figurii 3.1, viteza medie de răcire nu trebuie să fie mai mică de 120 ° C / s.

Pentru a reduce tensiunile apărute după întărire și pentru a conferi bucșei proprietățile necesare, aceasta este supusă unei căliri ridicate. Figura 2.2 prezintă efectul temperaturii de revenire asupra proprietăților produselor din oțel 45.

Figura 3.2 - Dependența proprietăților St 35 de temperatura de revenire (în intervalul 400-600 ° C) pentru o secțiune transversală ≤ 20 mm [3]

Din figurile prezentate se poate observa că cea mai acceptabilă temperatură de revenire pentru conferirea proprietăților necesare oțelului 35 este 500-510 ° C.

3 DEZVOLTAREA TEHNOLOGIEI DE TRATARE TERMICĂ A BUCȘII

Pentru a asigura un anumit nivel de proprietăți al bucșei din oțel 45, este necesar să se dezvolte un tratament termic. Pentru a conferi proprietățile necesare și pentru a obține structura necesară la adâncimea necesară, va fi supus călirii și călirii ridicate. Modul de tratament termic propus este prezentat în Figura 3.1.

Figura 3.1 - Modul de tratament termic al manșonului

La începutbucșa este supusă întăririi în apă la tquench = 840-870 o C, acest timp de menținere fiind de 2 minute. Parametrii necesari pentru tratamentul termic sunt prezentați mai jos.

Calculăm timpul de încălzire după formula lui A.P. Gulyaev [2];

unde K1 = 2 este factorul de formă al produsului, pentru un produs cilindric;

K2 =2 – coeficient mediu, pentru încălzire în mediu gazos;

K3 \u003d 1.3 - coeficientul de uniformitate al produsului, pentru încălzirea unui număr mare de bucșe folosind un dispozitiv situat la o distanță de aproximativ 2d (dispunerea cuptorului este prezentată în Figura 3.2);

D1 \u003d 10 mm - dimensiunea minimă a secțiunii maxime a produsului.

Astfel, τn \u003d 0,1 * 2 * 2 * 1,3 * 10 \u003d 5,2 min.

---