Курсовая работа: Разработка ресурсосберегающего технологического процесса изготовления детали "втулка" методом порошковой металлургии
1.1 Термическая обработка пресс-формы
С целью увеличения прочности и износостойкости деталей пресс-формы проводят термическую обработку. При назначении режимов термической обработки учитывают то обстоятельство, что необходимо обеспечить режимом Т.О. пуансонов меньше чем HRC матрицы, это связано с тем, чтобы уменьшить истирающий износ матрицы.
В качестве материала для формообразующих деталей пресс-форм применятся различные марки сталей:
1) Если пресс-форма изготовляется как экспериментальная, то возможно ее изготовление из углеродистой инструментальной высококачественной стали;
2) Для условий промышленного производства применят легированную сталь
В качестве технологического параметра термической обработки, которая позволяет получить для одной и той же марки стали разные значения твердости служит температура отпуска.
В нашем случае используем сталь ШХ15. Это шарикоподшипниковая сталь, с содержанием хрома 1,5%.
Термическая обработка для матрицы:
Закалка с температурой нагрева до Тз = 840 °С.
Затем низкий отпуск при температуре Тот = 160 °С.
Данная термическая обработка позволяет получить твердость матрицы равную 61 HRC.
Термическая обработка для пуансона:
Закалка с температурой нагрева до Тз =840 °С.
Затем средний отпуск при температуре Тот = 220 °С.
В результате среднего отпуска получаемая твердость пуансона равна 59 HRC, что на 2 ед. ниже твердости матрицы.
Термическая обработка для вспомогательных деталей пресс-формы:
Назначим термическую обработку для направляющих колонок и втулок. Условия работы данных деталей сопровождается высоким поверхностным износом и вибрацией, поэтому материал детали должен сочетать в себе следующие свойства:
1. высокая поверхностная твердость для противодействия износу;
2. мягкую вязкую сердцевину способную воспринимать динамические нагрузки.
Для изготовления используем цементуемые марки стали с 0,25% С – 15Х, 20Х, 20ХН, 20ХНМ.
Цементация
Цементация стали — поверхностное диффузионное насыщение малоуглеродистой стали углеродом с целью повышения твёрдости, износоустойчивости.
Цементации подвергают низкоуглеродистые (обычно до 0.2 % C) и легированные стали, процесс в случае использования твёрдого карбюризатора проводится при температурах 900—950 °С, при газовой цементации (газообразный карбюризатор) — при 850—900 °С.
После цементации изделия подвергают термообработке, приводящей к образованию мартенситной фазы в поверхностном слое изделия (закалка на мартенсит) с последующим отпуском для снятия внутренних напряжений.
Цементация в твёрдом карбюризаторе
В этом процессе насыщающей средой является древесный уголь в зёрнах поперечником 3,5-10мм или каменноугольный полукокс и торфяной кокс, к которым добавляют активизаторы.
Технология процесса состоит в следующем: Загрузка деталей в стальной ящик с герметичным песчаным затвором. Укладка деталей производится таким образом, чтобы они были покрыты карбюризатором со всех сторон, не соприкасались друг с другом и стенками ящика. Далее ящик герметично закрывается песчаным затвором или замазывается огнеупорной глиной и загружается в печь.
Стандартный режим: 920 градусов, 1 час выдержки (после прогрева ящика) на 0,1 мм толщины цементированого слоя. для получения 1 мм слоя - выдержка 10 часов.