Курсовая работа: Технический проект участка термической обработки шевера

ρ = 8800 кг/м³

Т, ْ ˚С	Модуль упругости Е, 10-5 МПа	Коэф-т теплопроводности λ, Вт/м·град
20	2,28
100	2,23	26
200	2,19	27
300	2,10	28
400	2,01	29
500	1,92	28
600	1,81	27
700	27

4. Разработка технологического процесса термической обработки на проектируемом участке

Требуемые свойства изделия обеспечиваются путём закалки в соляной ванне и трёхкратного отпуска.

Закалка в полуавтомате:

Первый подогрев в газовом тигле до 600 ˚С

Второй подогрев в соляной ванне до 960 ˚С. Состав раствора: BaCl₂ – 96%, MgF₂ – 4% - раскислитель.

Окончательный подогрев в соляной ванне того же состава.

Соляные ванны должны быть очищены от осадков и тщательно раскисленны.

Охлаждение производить в селитровом приспособлении при t=280˚С.

Состав раствора: KNO₃ – 50%, NaNO₂ -50%.

Время выдержки равно времени окончательного нагрева.

Отпуск:

Нагрев в селитровой ванне (KNO₃ – 100%) до t = 565 ˚С и выдержка 1 час 30 минут.

Отпуск трехкратный.

Охлаждение на отпуске до температуры цеха.

Очистка:

Промыть в моечной машине при t = 80 – 90˚С в 5% растворе NaNO₂ до удаления соли, после чего прочистить зубья капроновой щеткой.

4.1 Обоснование температур под операции термообработки

Для предупреждения образования трещин и повышенных термических напряжений нагрев под закалку ведут с одним или двумя подогревами. Первый подогрев при 400-600 °С, второй при 800-950 °С. Время выдержки при подогреве обычно берут удвоенным по сравнению с выдержкой при окончательном нагреве. Выдержку при окончательном нагреве выбирают из расчета 10-15 с на 1 мм диаметра (толщины) для инструмента диаметром 5-30 мм.

Для стали Р18 основным является карбид М6С (Fe3W3C). Для получения высоких теплостойкости и твердости достаточно большая доля распадающегося карбида должна быть переведена при закалке в твердый раствор (аустенит, мартенсит), что насыщает его углеродом, вольфрамом, молибденом, ванадием, хромом.

Последующий отпуск при температурах 550-570 °C повышает твердость до максимальных значений вследствие выделения дисперсных, карбидов и распада остаточного аустенита.

Переохлажденный аустенит быстрорежущих сталей устойчив, вследствие чего они могут охлаждаться в любой среде - воздухе, масле, горячих средах при 500-560 °С. Будем охлаждать изделие на воздухе.
Отпуск быстрорежущих сталей выполняется при температурах 550-570 °С, 2-3 раза по 1 ч. Быстрорежущие стали с большой устойчивостью остаточного аустенита требуют трех- и даже четырехкратного отпуска. Будем выполнять трехкратный отпуск при температуре 565 °С с выдержкой 1ч 30 мин.
При отпуске происходит выделение упрочняющих карбидов и распад остаточного аустенита. В результате быстрорежущая сталь получает высокую твердость, прочность и теплостойкость.
При закалке в аустените растворяется весь хром, 8% W, 1% V и 0,4-0,5% C. После закалки в структуре кроме мартенсита и первичных карбидов содержится 30-40% остаточного аустенита. Остаточный аустенит превращают в мартенсит при отпуске. Аустенит, обедняясь углеродом и легирующими элементами, становится менее устойчивым и при охлаждении ниже точки MН испытывает мартенситное превращение. Однократного отпуска недостаточно для превращения всего остаточного аустенита, поэтому применяют многократный отпуск.

Критические точки;

Ас₁ =820˚С Ас₃ =860˚С

Аr₁ =725˚С Аr₃ =770˚С

4.2 Расчёт времени нагрева

Схема термической обработки изделия:

Время нагрева будем рассчитывать по формуле: