- •Содержание
- •1 Обоснование выбора материала и технологии термической
- •2 Разработка технологического процесса изготовления отливки
- •Техническое задание
- •Раздел 1.Обоснование выбора материала и технологии термической обработки деталей машин лесного комплекса Вариант 27
- •Раздел 2 Разработка технологического процесса изготовления отливок в разовой форме для деталей машин лесного комплекса Вариант 3
- •Раздел 3 Определение режимов резания при механической обработке отливок для деталей машин лесного комплекса Вариант 3
- •Введение
- •1 Обоснование выбора материала и технологий термической обработки деталей машин лесного комплекса
- •2. Разработка технологического процесса изготовления отливки в разовой форме для деталей машин лесного комплекса
- •3 Определение режимов резания при механической обработке отливки деталей машин лесного комплекса
- •Заключение
- •Раздел 1. Обоснование выбора материала и технологий термической обработки деталей машин лесного комплекса.
- •Раздел 2. Разработка технологического процесса изготовления отливки в разовой форме для деталей машин лесного комплекса.
- •Раздел 3. Определение режимов резания при механической обработке отливок для деталей машин лесного комплекса.
- •Список использованных источников
1 Обоснование выбора материала и технологий термической обработки деталей машин лесного комплекса
1.1Анализ условий работы картера распределительных шестерен
двигателя СМД–14Б трактора ТДТ–55
На передней плоскости блока картера двигателя смонтированы картер распределительных шестерен и его крышка, между которыми расположены шестерни, осуществляющие привод всех механизмов двигателя, кроме электрогенератора, водяного насоса и вентилятора. Ведущей шестерней является шестерня, установленная с натягом на носок коленчатого вала со шпонкой. Эта шестерня находиться в зацеплении с двумя промежуточными шестернями.
Первая промежуточная шестерня является шестерней привода масляного насоса и приводит во вращение шестерню привода масляного насоса.
Вторая промежуточная шестерня вращается на оси, запрессованной в переднюю стенку блока-картера двигателя и входит в зацепление с двумя ведущими шестернями. Первая шестерня приводит во вращение кулачковый валик топливного насоса высокого давления. Вторая шестерня с помощью специального поводка, соединенного с этой шестернёй приводит во вращение счетчик моточасов двигателя. Эта шестерня приводит также во вращение шестерню привода насоса гидросистемы [11].
Картер распределительных шестерен является корпусной деталью с помощью которой смонтированы шестерни привода механизмов и агрегатов двигателя, поэтому он испытывает статические нагрузки при изменениях крутящего момента, передаваемого от двигателя [11].
Так как картер залит маслом, то среда, в которой находиться картер распределительных шестерен неагрессивная. Температура при перегрузках может достигать значений вплоть до 100°С [11].
Длительная работоспособность автомобиля зависит от надежности и долговечности деталей и узлов. Надежность работы деталей во многом определяется сопротивлением материалов распространению трещин, то есть его вязкостью разрушения. Это значит, что основные требования, предъявляемое к детали при эксплуатации,– высокое сопротивление статическим нагрузкам, чтобы не появилось микротрещины, вырывы. Картер распределительных шестерен должен иметь статическую и усталостную прочность.
Прочность детали, и особенно усталостная, в значительной степени зависит от состояния поверхности и наличия в ней концентратов напряжений.
Надежность–это свойство деталей сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризуя способность выполнить требуемые функции в заданных режимах и условиях применения.
Долговечность–свойство детали сохранять работоспособность до предельного состояния (невозможности его дальнейшей эксплуатации).Долговечность зависит от усталости, износа, коррозии детали [12].
Следовательно, существует комплекс прочностных и других параметров, которые находятся в наибольшей зависимости от эксплуатационных свойств картера распределительных шестерен. К таким свойствам, повышающим надежность и долговечность картера, относятся трещиностойкость, высокий предел выносливости, сопротивление контактной усталости, сопротивление износу, коррозии[12].
К наиболее важным технологическим свойствам чугунных картеров относятся герметичность картера, износостойкость, работоспособность. Они определяют поведение чугуна при работе картера под давлением валов и шестерен [13].
Сопротивление поверхности картера с другими деталями должны иметь высокую износостойкость, минимальный коэффициент трения. Кроме того, картер распределительных шестерен должен иметь низкую себестоимость, а это связано с технологическими свойствами, такими как: литейные свойства и обрабатываемость резанием [14].
Износ, который определяет долговечность детали, представляет собой процесс удаления материала в результате многократного нарушения фрикционных связей, и поэтому, как правило ,носит усталостный характер, особенно для деталей, находящихся в соприкосновении друг с другом. Эти разрушения происходят, несмотря на статические давления [13].
Износостойкость является одной из важнейших характеристик чугуна. При тернии, наряду с упругими деформациями, происходят пластические и разрушаемые деформации– смятия и срез, а иногда и вырывание частиц. При трении подшипников о поверхности вала соприкасающиеся точки проходят серийно повторяющийся цикл, что вызывает контактную усталость и соотетственующий износ.
Картер распределительных шестерен в своей нижней части имеет износ при трении со смазкой. Большое значение для износостойкости при таком трении имеют количество ,формы и расположение графита в структуре.Наилучшими формами являются среднепластинчатая, компактная и шаровидные включения уступают по своему влиянию на износостойкость среднему по величине пластинчатому графиту в сером чугуне.
При статическом нагружении чугуна испытывает упругие деформации матрицы и обратимые деформации полостей, занятых графитом, причем интенсивность этих деформаций возрастает с увеличением нагрузки. Кроме упругих деформаций происходят остаточные, которые обязаны своим происхождением пластичной матрице и полости графита.Эта деформация особенно резко проявляеться на поверхности образцов, где они приводят к образованию трещин. Серый чугун имен хрупкий излом и вязкий излом, происходящий по зернам(темный излом).Но чаще бывает комбинированный (частично вязкий, частично хрупкий).
Характерным дефектом картера распределительных шестерен являются трещины, обломы, срывы резьб в резьбовых отверстиях и износ посадочных поверхностей в отверстиях для подшипников. Иногда наблюдают случаи износа поверхности картера торцом блока шестерен заднего хода [13].
Очаг разрушения обычно возникает вблизи поверхности, которая как наиболее нагруженная часть детали претерпевает микродеформацию, а затем образуется микротрещина. В чугунах включение графита, сульфида фосфора не разрушаются, а служат препятствием для дальнейшего распространения трещины, выполняя функцию ингибирования, и требуют дополнительной энергии для своего разрушения или вырывания. Форма графита и его распределение в чугуне определяют отличие в поведении чугуна от стали при разрушении [15].
1.2 Обоснование выбора материала для изготовления картера распределительных шестерен двигателя СМД–14Б трактора ТДТ–55
Из технического задания на курсовую работу 1 следует, что на Онежском тракторном заводе при производстве тракторов ТДТ–55 картер распределительных шестерен двигателя СМД–14Б изготавливается из сплава СЧ15.Эта марка сплава относиться к серым ферритным чугунам.
В двигателе СМД–60 для картера распределительных шестерен применяют сплав СЧ18. На Алтайском тракторном заводе для заданной детали в двигателе АМ–01 трактора ТТ–4 используют сплав СЧ20.за рубежом в тракторостроении для картера распределительных шестерен используют сплавы GG18(Германии).
В таблице 1.1 показан химический состав рекомендуемых чугунов для изготовления картера распределительных шестерен.
Механические свойства материалов,применяемых для изготовления заданной детали, представлены в таблице 1.2.
В таблице 1.3 показаны механические свойства сплавов, промышляемых для изготовления картера распределительных шестерен.
Согласно данным на 1992 год цена одного килограмма СТ 3кп равнялось 198 р/кг, одного килограмма СЧ15-119 р/кг, сплава СЧ18-139 р/кг, сплава СЧ20-149 р/кг. Исходя из этого ,получаем, что стоимость одного килограмма сплава С415 составляет от стоимости килограмма стали 3кп-0,6, сплава СЧ18-0,7, сплава СЧ20-0,75 [17].
Таблица 1.1–Химический состав материалов, применяемых для изготовления картера распределительных шестерен на разных заводах-изготовителях.
Серые чугуны являются сплавами сложного состава, содержащими Fe, C, Si, Mn и небольшие примеси серы и фосфора.
В небольших количествах в серые чугуны могут попасть из руды Cr,Ni,Cu[14].
Марка чугуна |
Массовые доли элементов,% | ||||
C |
Mn |
Si |
P |
S | |
С415 |
3,5…3,7 |
0,5…0,8 |
2,0…2,4 |
<0,2 |
<0,12 |
С418 |
3,4…3,6 |
0,5…0,7 |
1,9…2,3 |
<0,2 |
<0,12 |
С420 |
3,3…3,5 |
0,7…1,0 |
1,4…2,2 |
<0,2 |
<0,12 |
GG18(Германия, аналог отечественного сплава С418) |
3,4…3,6 |
0,6 |
1,9…2,1 |
<0,2 |
<0,12 |
Таблица 1.2–Механические свойства материалов,применяемых для изготовления картера распределительных шестерен на различных заводах-изготовителях
Марка чугуна |
Механические свойства | |||||||
при растяжении |
при сжатии | |||||||
σ, МПа |
HB |
, МПа |
σ, МПа |
δ, % |
σ, МПа |
Ψ, % |
σ , МПа | |
С415 |
147 |
163…229 |
70 |
60 |
0,2…0,1 |
600 |
40 |
80 |
С418 |
176 |
170…241 |
80 |
70 |
0,2…1,0 |
800 |
35 |
90 |
С420 |
196 |
170…241 |
85 |
90 |
0,4…0,6 |
850 |
30 |
120 |
|
при кручении |
при изгибе |
вибрации под нагрузкой | |||||
τ, МПа |
τ, МПа |
Ψ, % |
σ, МПа |
KCU, Дж/см |
ψ, % | |||
С415 |
280 |
70 |
10…18 |
– |
60 |
30…32 | ||
С418 |
300 |
80 |
20…40 |
70…90 |
50 |
30…33 | ||
С420 |
400 |
100 |
10…18 |
– |
40 |
30 |
Марганец положительно влияет на механические свойства чугуна, но затрудняет процесс графитизации чугуна или способствует его отбеливанию.
Сера – вредная примесь, снижающая механические и литейные свойства чугуна и повышающая склонность к образованию трещин.
Газосодержание оказывает значительное влияние на свойства серых чугунов. Особенно отрицательно влияют азот и кислород [14].
При выборе оптимальной марки чугуна необходимо исходить из требований, которым должен удовлетворять серый чугун: достаточная механическая прочность, способность противостоять статическим нагрузкам, хорошие литейные свойства, позволяющие получать отливку сложной формы, хорошая обрабатываемость резанием, допускающая механическую обработку на автоматических линиях в массовом производстве, невысокая стоимость чугуна и входящих в него исходных компонентов.
Таблица 1.3-Технологические свойства материалов, применяемых для изготовления картера распределительных шестерен на различных заводах-изготовителях
Марка чугуна |
Технологические свойства | |||
Плотность Ρ,т/м |
Коэф.линейного расширения ,1/°С |
Теплопроводность λ,кал/() |
Жидкотекучесть λ,дж/ | |
С415 |
7,0 |
10…11 |
0,11…0,13 |
586…622 |
С418 |
7,2 |
10…11 |
0,10…0,12 |
586…622 |
С420 |
7,0…7,2 |
10…11 |
0,11…0,13 |
586…622 |
Необходимая прочность серого чугуна достигается изменением содержания углерода и кремния. Структура серого чугуна в первую очередь зависит от их суммарного содержания, они способствуют графитизации чугуна. Углерод увеличивает число зародышей графита, образующихся при кристаллизации, а кремний увеличивает скорость роста этих зародышей. Чем меньше содержание углерода, тем меньше графита и выше прочность чугуна. При увеличении содержания углерода увеличивается δB, HB,E. При увеличении содержания кремния общая твердость чугуна уменьшается [14].
Содержание углерода в сплаве С415 находится в пределах 3,5…3,7%, а кремния- 2,0…2,4%, в С418 этих элементов меньше (С=3,4…3,6%
и Si = 1.9…2.3%), и еще меньше в С420 (С=3,3…3,5% и Si =1,4…2,2%). Однако в сплаве С420 содержание марганца достигает 1% [14].
Долговечность и надежность картера распределительных шестерен зависят от механических свойств, необходимых для сопротивления статическим нагрузкам, а именно: от прочности, пластичности, выносливости и ударной вязкости чугуна.
Прочность свойств чугуна σ в,σ е,τв, σ и определяется характером его структуры, которая в свою очередь зависит от химического состава и условий охлаждения чугуна в литейной форме. Прочность серого чугуна определяется прежде всего его металлической основой. Такие свойства, как предел прочности σ в, ударная вязкость KCU, длительная прочность (σ -1,σ -1С, τ1,σ-1И), зависит как от свойств металлической основы, так и от формы, размеров и количества графитных включений [12].
Прочность серого чугуна зависит от вида нагружения: при растяжении имеет наименьшее значение, а при сжатии – наибольшее (σ С = 600…850 МПа для СЧ15, СЧ18, СЧ20), при кручении и изгибе ниже, чем при сжатии, но выше, чем при растяжении.
Но основное значение в прочности имеют либо графит, либо матрица. В сером чугуне графит имеет форму пластинок. Графит играет роль надрезов, ослабляющих металлическую основу структуры. Количество графита зависит от содержания углерода. Чем выше содержание углерода, тем больше образуется графита, и тем ниже его механические свойства (σ в <176 МПа у СЧ18).
Твердость– это сопротивление металла проникновению в него другого твердого тела. Твердость чугуна зависит преимущественно от структуры матрицы и, в сравнительно малой степени, от формы, количества и величины выделений графита [12].
Общая твердость чугуна зависит от микротвердости фаз. Минимальная микротвердость у графита (13,0…18,0 НВ), максимальная у цементита (800…1000 НВ).
Прочные свойства чугунов зависят от структуры металлической основы, степени деформации, количества включений графита. Напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца, называют пределом прочности (σ в); напряжение вызывающее остаточную деформацию, равную 0,2%, называют пределом текучести (σ т) [12].
Модуль упругости характеризует жесткость чугуна, с увеличением нагрузки он уменьшается. Модуль графита ниже модуля упругости металлической основы, так как образуются дополнительные обратимые деформации полостей, занятых графитом. Таким образом, модуль упругости зависит от количества и формы графита.
Увеличение количества графитных включений с одновременным их уменьшением не влияет на порог хрупкости серого чугуна. KCU зависит от структуры металлической основы и находится в прямой зависимости от пластичности чугуна. Ударная вязкость ферритного чугуна сохраняется при более низких температурах. Она определяет склонность чугуна к хрупкому разрушению.
Конструктивную прочность следует оценивать по пределу выносливости δ, который определяет наибольшее напряжение, выдерживающее определенное число циклов изменений без разрушения детали. Предел выносливости характеризует работоспособность чугуна и увеличивается при повышении его статической прочности и пластичности [12].
Предел выносливости очень сильно зависит от состояния поверхности изделия, а так же от размеров и конфигурации отливки. Предел выносливости влияет на долговечность детали.
При вибрационных нагрузках важной характеристикой является циклическая вязкость (демпфирующая способность), которая зависит от амплитуды напряжений и числа циклов. Циклическая вязкость характеризует способность металла гасить эффект колебаний, возникающих в результате неоднократного приложения усилий [18].
Серый чугун обладает высоким значением циклической вязкости. При уменьшении количества графита и при округлой форме циклическая вязкость снижается, так как непосредственно зависит от свойств матрицы [13]. 19
При выборе чугуна для изготовления картера распределительных шестерен, Удовлетворяющего необходимым эксплуатационным требованиям, учитываются так же и технологические свойства. Плотность и тепловые свойства чугуна зависят от его состава и структуры.
Наименьшая плотность у СЧ15, наибольшая – у СЧ20. Это объясняется тем, что у СЧ20 уменьшается содержание углерода и графита. Точно так же на плотность влияет уменьшение толщины отливки. В жидком состоянии плотность для серого чугуна можно принять равной ρ=6,7…7,1 г/см3.
Коэффициент линейного расширения (d), теплоемкость (с) и теплопроводимость (λ) зависит от состава и структуры чугуна. Но главным влияющим фактором является температура, с повышением которойdи с увеличиваются, а λ понижается [13].
Коррозионная стойкость серого чугуна повышается по мере измельчения графита и уменьшения его количества, при однофазной структуры матрицы, а так же при уменьшении кремния, серы, фосфора.
Термостойкость серого чугуна определяется механическими свойствами (Е, σ в, δ), теплопроводностью λ и коэффициентом расширенияd. Чем большеdσ в, δ и меньше Е, тем выше термостойкость [13].
Обрабатываемость чугуна резанием определяется его составом и структурой. Обрабатываемость серого чугуна связана с его твердостью обратной зависимостью. Присутствие графита при механической обработке делает стружку ломкой, и давление на инструмент уменьшается. Обрабатываемость оценивается стойкостью инструмента или эквивалентной скоростью резания [13].
Литейные свойства серого чугуна значительно лучше, чем у других сплавов, поэтому количество годных отливок высокое. Литейные свойства характеризуются по жидкотекучести, которая определяется по спиральной пробе, отливаемой в песчаной форме. Жидкотекучесть повышается с увеличением углеродного потенциала и температуры заливки. Чем ниже марка чугуна и выше содержание углерода, тем больше жидкотекучесть. При высоком значении жидкотекучести уменьшается вероятность образования слоев, газовых раковин, усадочной пористости [13].
Учитывая химический состав, механические, технологические и физические свойства чугунов, можно заметить, что СЧ15 содержит большее количество углерода и кремния, следовательно, прочность его меньше, чем у СЧ18 и СЧ20, но жидкотекучесть у СЧ15 выше, чем у двух других сплавов. Кроме того С415 имеет выше пластичность при сжатии Ψ=40% и ударную вязкость.
Однако при более низкой твердости серый ферритный чугун СЧ15 обладает более низкой износостойкостью, чем СЧ18 и СЧ20.
Серые чугуны СЧ18 и СЧ20 имеют одинаковую твердость (170…241НВ), предел прочности при кручении (τ=300 МПа) и пластичность при вибрации (Ψ=30…33%). Но СЧ18 имеет еще и хороший комплекс механических свойств при высокой пластичности( σ=170 МПа,
σ С =700 МПа,τ=300 МПа), при сжатии (Ψ=35%) и при достаточно высокой усталостной прочности (σ-1 =70 МПа, σ -1с =90 МПа, τ-1=80 МПа,
σ-1И=66МПа).Серые чугуны СЧ18 и СЧ20 имеют одинаковую износостойкость. Серый чугун СЧ20, имея σ=200 МПа и δ = 0,4…0,6% более хрупкий, чем СЧ15 и СЧ18, его ударная вязкость KCU = 40дж/см3.демпфирующая способность у СЧ15 и СЧ18 одинаковая и выше, чем у СЧ20.
На основе проведенного сравнительного анализа химического состава, механических и технологических свойств материалов, применяемых для изготовления картера распределительных шестерен, приходим к выводу о том, что чугун С418 наиболее целесообразен для изготовления заданной детали, так как он имеет следующие преимущества по сравнению с другими материалами:
- обладает хорошим комплексом прочности и технологических свойств, обеспечивающих надежность и долговечность детали;
- отливка из этого чугуна способна выдерживать значительные статические нагрузки;
- имеет хорошие литейные свойства и обрабатываемость резанием;
- отливка из этого чугуна не склонна к короблению и трещинообразованию;
- наличие в структуре этого чугуна свободного углерода в виде пластинчатого графита придает ему хорошие эксплуатационные свойства.
1.3 Обоснование технологии термической обработки первичной заготовки и самой детали.
Первичная заготовка из чугуна получена путем отливки в песчаную форму. Отливка выбивается из опок, очищается дробью, а затем проводится термическая обработка.
Качество отливки зависит от точного подбора состава С418 (содержание углерода в примеси), условий его плавления и получения отливки. К таким условиям относятся температура заливки, время выдержки и режим охлаждения. Точное выполнение технологического процесса получения отливки позволит получить более мелкий и разобщенный графит [15].
Для увеличения центров кристаллизации, что ведет к размельчению графита, проводится встряхивание жидких отливок или в чугун вводят специальные примеси.
При охлаждении отливки происходит увеличение при кристаллизации и превращении γ → d. Это превращение неминуемо ведет к возникновению значительных внутренних напряжений. Кроме структурных напряжений, возникают чисто термические напряжения, связанные с неравномерностьюохлаждения поверхности и внутренних слоев [15].
Значительное снижение остаточных напряжений можно получить в результате изменения конструкции и податливости стержней, заливки и выбивки форм. Высока податливость стержня и легкое его удаление обеспечивают свободную усадку отливки в процессе кристаллизации и более равномерное охлаждение отливки после выбивки [14].
Иногда для снятия напряжений в чугунных отливках применяют естественное старение чугуна (выдержку на складе в течение 6-10 месяцев). Такая выдержка снижает напряжение на 40…50%.
Наиболее эффективное снижение внутренних напряжений и стабилизации размеров детали может быть получено путем низкотемпературного отжига. Отжиг производится в печах и заключается в нагреве загруженных отливок до заданной температуры, выдержке при этой температуре и охлаждении с печью. Стабилизация размеров достигается за счет резкого снижения остаточных напряжений, имеющихся в отливке. Отжиг применяется не только для стабилизации размеров, но и для повышения прочности отливки за счет снижения имевшихся в них остаточных напряжений. Скорость нагрева выбирается максимально возможной и обычно составляет от 50 до 150 ◦С в час [13].
Температура отжига назначается максимально допустимой из условия, чтобы после отжига отсутствовало снижение твердости металла,, и, как показывает практика, наиболее оптимальным режимом отжига отливок является интервал температур от 500 до 550 ◦С.
Наиболее интенсивно остаточные напряжения снижаются в первые 30 минут. В частности при температурах 500…550◦С релаксируется порядка 50…60% всех напряжений. При выдержке 2-3 часа напряжения достигают величины, близко к номинальной. Дальнейшее увеличение времени выдержки не обеспечивает существенного снижения остаточных напряжений и приводит к распаду перлитной структуры. В этой связи правильно подобранный режим низкотемпературного отжига обеспечивает наилучшее соотношение прочных и пластических свойств в отливках, а это является необходимым условием высокой эксплуатационной стойкости детали [13].
Охлаждение до 350..200◦С должно производиться медленно, чтобыв отливках не возникли новые остаточные напряжения. Обычно скорость охлаждения в этом интервале температур составляет 30◦С в час. Ниже 200◦С охлаждение может быть любым, но исключающим возможность разрушения отливок от временных температурных напряжений [13].
На рисунке 1.1 показан график отжига катрера распределительных шестерен из чугуна СЧ18.
Рисунок 1.1–График отжига заготовки картера распределительных шестерен из серого чугуна СЧ18
Структурное превращение в сером чугуне СЧ18 при отжиге:
Нагр. Охлажд. Охлажд.
П+Ф+ГП+Ф+ГП+Ф+ГП+Ф+Г
500-550◦С до 200°С воздух
Рисунок 1.2 – Схема микроструктуры СЧ18 после отжига
В любой отливке процесс затвердевания и последующего охлаждения возникают те или иные напряжения, которые классифицируются как механические, температурные, фазовые и другие. Причем некоторые из этих напряжений являются причиной образования горячих и холодных трещин и исправлений отливок.
Дефекты, полученные при общепринятой технологии в результате литья заготовки и её термической обработки, можно разделить на скрытые и обнаруживаемые в результате визуального осмотра. В результате литья заготовки могут образовываться пористость, рыхлость, как на поверхности заготовки, так и внутри неё [19].
Наружную пористость модно исправить с помощью заварки и пайки без ухудшения качества основного металла. Для исправления брака используют дуговую сварку чугуна до его графитизирующего отжига. В этом случае всю отливку или место заварки подогревают до температуры 300…400◦С. В качестве присадочного материала применяют пруток из белого чугуна или электроды из низкоуглеродистой стали с тонкой обмазкой. Одним из перспективных способов восстановления и исправления дефектов мест отливок следует считать пайку чугуна. Основная трудность пайки чугуна – наличие в его структуре углерода, затрудняющего смачивание поверхности основного металла расплавленным припоем. Графит удаляют изли пескоструйной обработкой или электрохимической обработкой в соляной ванне при температуре 450…510◦С [19].
Наружную пористость можно исправить путем пропитки специальными смолами. Для пропитки применяются смолы из композиции, затвердевающие в порах полимеризации или реагирующие с металлом и прочно соединяющиеся с ним. Материал для пропитки должен противостоять вибрации и деформации, обладать термостойкостью и достаточной прочностью при повышенных температурах.
Дефекты структурного состояния чугуна заготовки могут наступить в результате нарушения режимов термической обработки. Такой брак можно исправить только повторной термообработкой.
В процессе отжига отливки из чугуна деформируются. Путем холодной или горячей правки отливок возвращают первоначальную форму.Правку осуществляют в штампах на гидравлических или фрикционных прессах. Считается, что для выравнивания отливки необходима нагрузка, при которой образуется остаточная деформация в чугуне. При холодной правке в отливках возникает местный наклеп, который снижает ударное сопротивление материала. Восстановление ударной вязкости материала проводят путем последующего отжига при температуре 550…600◦С [19].
1.4 Выбор оборудования и технологической оснастки для проведения термической обработки отливки и детали.
Картер распределительных шестерен термически обрабатывается с целью снятия внутренних напряжений после литья в песчаную форму. В связи с этим в термическом цехе используется среднетемпературная печь толкательного типа для отжига СТ3-6.48.4/7. Это электропечь сопротивления непрерывного действия с максимальной температурой при нагреве 750◦С.
Деталь не нуждается в дальнейшей термической обработке так, как она корпусная деталь и не нуждается в упрочнении.
Картеры загружаются на поддоны, которые передвигаются внутри печи посредством толкателя, действующего от электродвигателя гидравлического пневматического механизма. Толкатели печей приводятся в действие кнопочным управлением у загрузочного конца печи через определенный интервал времени, который рассчитывается из общего времени пребывания деталей в печи [20].
Температуру свыше 500◦С в печах измеряют термоэлектрическим способом. Этот способ основан на явлении возникновения электродвижущей силы в месте соединения двух проводников из различных металлов и сплавов, составляющих термопару. Величина электродвижущей силы зависит от материала термоэлектродов, от температуры горячего и холодного спаев термопары- свободных концов термопары, которые присоединяются к милливольтмеру. Термопара и милливольтметр составляют прибор называемый пирометром. В печи для отжига термопара хромель – копелевая ТХК-040Е (до 600◦С) [20].
Для загрузки и выгрузки печей и для перемещения обрабатываемых деталей по технологическому циклу в термических печах применяются различные подъемно-транспортные средства: ручные и электрические тали и поворотные консольные краны. Для определения состава газов и продуктов сгорания топлива в печах современных термических цехов применяются приборы, называемые газоанализаторами.
Обеспечение высокого качества отливок требует строгой системы контроля как исходных материалов и всего технологического процесса, так и получаемых отливок. Существуют косвенные методы определения механических свойств и микроструктуры, основанные на ультразвуковых и электромагнитных колебаниях.
Контроль качества термически обработанных деталей осуществляется как вовремя изготовления детали, так и после окончания всех операций. Контролируется качество структур, твердость поверхности и сердцевины детали, механические свойства по образцам или по выборочным деталям. Твердость определяется сопротивлением испытуемого материала вдавливанию в него твердого металлического или алмазного наконечника. Твердость определяется приборам типа ТШ и ТК, а так же переносным прибором типа ТКП-1, который предназначен для измерения твердости различных деталей метолом вдавливании алмазного конуса или стального закаленного шарика диаметром 1,588 мм. Контроль качества отливок проводят методом макроанализа (анализ структуры излома невооруженным глазом: трещины, газовые пузыри, ликвация, и тому подобное) или микроанализа (анализ структуры с помощью оптического или электронного микроскопа) [21].