6. Выбор оборудования при термической обработке

В качестве нагревательных сред необходимо подобрать среду, которая обеспечивает хорошую защиту поверхности изделия от окисления и обезуглероживания.

Для большинства конструкционных и инструментальных сталей применяются контролирующие атмосферы ПСО-06, ПСО-09 и КГ-ВО. Богатая ПСО-06 и бедная ПСО-09 экзотермические очищенные и осушенные атмосферы получают при сжигании природного газа или пропан-бутана.

Состав ПСО-06: 8—12% СО; 4—6% СО₂; 9—14% Н₂, остальное азот.

Состав ПСО-09: 1—2% СО; 10—11% СО₂; 1,5-3% Н₂, остальное азот.

Эндотермическая атмосфера КГ-ВО имеет состав 20% СО, 40% Н₂, менее 1% СН₄, СО₂, остальное азот.

Эти атмосферы вырабатываются в специальных установках, отличающихся мощностью, производительностью и габаритными размерами (табл.5).

Таблица 5

Обозначение контролируемой атмосферы	Тип установки	Производительность м^3/ч	Мощность, кВт	Габаритные размеры, мм
КГ-ВО	ЭН-16И3	16	15	1300X2400X2550
	ЭН-60И3	60	30	1300X2400X2900
	ЭН-125М2	125	56	1840X3100X3200
ПСО-06 ПСО-09	ЭК-8М1	8	0,6	1010X1170X2205
	ЭК-60Н1	60	3,0	1220X2860X2350
	ЭК-125М3	125	3,0	1700X3800X2660
	ЭК-250М2	250	5,5	1850X4700X2650

Нагрев изделий при термической обработке может производиться в печах различного типа: камерных (со стационарным и выдвижным подом), конвейерных, толкательных, шахтных, муфельных, очковых, тигельных, печах-ваннах и др.

Характеристики некоторых из них приведены в табл. 6.

Таблица 6

Тип печи	Марка печи	Назначение и предельная температура, Т (ºС)	Габариты рабочего пространства, мм	Характеристики производительности
				печи, кг/ч	масса садки, кг	емкость, л
Толкательные печи сопротивления непрерывного действия	СТ3.10.40,5/95И1	Закалка стальных изделий в масле 950	1000X4000X500	900
	СТ35,40,5/10Б1	Т=900ºС	500X4000X500	450
	СТ35.60.5/761	Высокий отпуск с охлаждением в масляном баке, 750	500X6000X500	450
	СТО5.60.5/361	Низкий отпуск, 350	500X6000X500	900
Толкательные агрегаты общепромышленного назначения	СТОА 16.120.6/102К1	Нормализация стальных изделий, 950	1600Х12000Х600	4000
	СТОА3,5.90.11/7,5И1	Закалка в масле высокий отпуск, 950/750	350Х9000Х110	750
	СТ3А5.40.5/3.9Л–Б1	Закалка, низкий отпуск, 950/350	500Х1000Х500	450
	СТ3А10.40.5/7Л16ЛБ1	Закалка в воде высокий отпуск 950/700	1000Х4000Х500	900
Камерные электропечи сопротивления широкого назначения	СН02.3.2/13И1	Нагрев под закалку, отжиг, нормализация, 1300	200Х300Х200		30
	СН33.6.2/10Н1	То же, 1000	300Х600Х200		100
	СН07.6.3.10/641	Высокий отпуск, 600	700Х630Х1000		230
	СН06.3.8.12,5/3.5И1	Низкий отпуск, 350	630Х800Х1250		210
Шахтные вертикальные печи сопротивления широкого назначения	СШ03.3.12/1.3И1	Нагрев под закалку, отжиг, нормализацию, 1300	300Х300Х1200		230
	СШ06.6/10Н1	То же, 1000	Φ 600Х600		600
	СШ3 6.6/10Н1	Высокий отпуск, 700	Φ 600Х600		600
Электрованны	СВС2.3/13И1	Нагрев инструмента из быстрорежущих сталей, 1300	Φ 200Х300		360
	СВС 2.3/91	Нагрев изделий из легированных сталей, 900	Φ 200Х300			70

Расчет количества печей производится следующим образом:

на основании заданной программы А и производительности выбранной печи Р определяется необходимое число пече-часов Е для выполнения программного задания

где А — программа, кг или шт.;

Р — производительность печи, кг/ч или шт/ч.

Производительность печи Р рассчитывается в зависимости от типа печи по следующим формулам.

1. Для печей периодических (садочных), применяемых для отжига и отпуска, когда охлаждение деталей осуществляется вместе с печью

где m — садка печи, кг или шт (выбирается в зависимости от мощности печи по справочникам) ;

τ – полное время обработки, ч;

τ_Н – время нагрева, ч;

τ_в – время выдержки, ч;

τ_о – время охлаждения, ч;

К - неучтенные потери времени.

2. Для печей полунепрерывных, когда охлаждение производится вне печи

3. Для печей толкательных и пульсирующих, которые могут быть использованы при нормализации, закалке и отпуске

где m’ – число изделий на одном приспособлении;

τ_т – интервал толканий, мин;

n – число приспособлений в печи;

L – длина рабочего объема печи;

l – длина приспособления.

4. Для печей непрерывного действия (конвейерных)

где V – скорость перемещения конвейера, м/мин;

m’’ – количество изделий на один погонный метр конвейерной ленты.

После определения необходимого числа пече-часов Е производится расчет требуемого количества печей С_п по формуле

где Ф – фонд времени работы печи, ч.

Тогда

Д – число рабочих дней в году;

У – число рабочих часов в сутки;

В – потеря времени на ремонт, переналадку и др. в процентах.

В зависимости от условий работы детали студент назначает процент деталей, которые должны пройти контроль термической обработки на твердость с помощью прибора Бринелля или Роквелла. Производительность пресса Бринелля 70 измерений в час, а Роквелла — 100. Необходимое количество этих приборов определяется по количеству контролируемых изделий и производительности прибора.