13

Раздел 2. Проектирование технологического процесса термической обработки деталей железнодорожного траспорта

1. Исходные данные для проектирования

Исходными документами при разработке технологического процесса термической обработки являются чертеж изделия и технические условия на его изготовление.

На чертеже изделия указываются:

1. вид и марка материала изделия;

2. твердость, которой должны удовлетворять изделия по одному из стандартных методов измерений;

3. вид термической обработки или химико-термической обработки.

В случае химико-термической обработки указывается норма глубины слоя и на каких поверхностях должен быть этот слой.

Более подробные сведения приводятся в Технических условиях на деталь, например, допустимые отклонения от номинальных размеров, состояние поверхности, допускаемые дефекты, методы испытаний, вид излома и микроструктура.

2. Выбор режима термической обработки

Первым этапом при разработке технологического процесса термической обработки детали является составление маршрутной технологии изготовления изделия, в которой указывается движение изделия по участкам и совершаемые операции.

Место термической обработки в общем цикле изготовления изделия устанавливается в зависимости от требуемой твердости изделия. В большинстве случаев химико-термическая обработка в связи с высокой конечной твердостью поверхности проводится после механической обработки. При невысокой конечной твердости (до 300 НВ) термическую обработку детали целесообразно проводить до механической, так как последняя устраняет многие дефекты термообработки (окисление, обезуглераживание поверхности) и обеспечивает требуемые размеры детали.

Важное значение имеет выбор способа проведения операции термической обработки. Основным критерием здесь является экономичность, обеспечивающая требуемое качество.

Кроме операций непосредственно термической обработки должны быть предусмотрены вспомогательные операции (очистка изделий от окалины и масла, правка) и контрольные операции (определение твердости, микроструктуры, глубины обработанного слоя и др.). Важно точно установить контрольные точки в технологии и моменты очистки, которые могут повторяться.

Для получения изделий стабильного качества необходимо разработать конкретные режимы для всех случаев толщины сечения, химического состава и др. параметров детали с точным установлением температуры нагрева, скорости и времени нагрева, температуры выдержки и скорости или времени охлаждения до определенной температуры.

Определение температуры нагрева при закалке

Для нагрева различных по форме изделий

t_н = 0,1 * К₁ * К₂ * К₃ * Д₁ ;

Д₁ – размерная характеристика нагреваемого изделия, мм (минимальный размер максимального сечения);

К₁ – коэффициент формы (шар -1, цилиндр, параллепипед – 2,5; пластина – 1);

К₂ – коэффициент среды (в газовой среде -2);

К₃ – коэффициент неравномерности нагрева.

Этот способ рекомендуется для определения температуры нагрева в сечениях от 3 до 100 мм.

В других случаях используется более точные и более сложные способы расчета.

На многих заводах приняты следующие нормы выдержки на 1 мм диаметра:

- при нагреве в пламенных печах - 1 мин;

- в электропечах - 1,5-2 мин;

- в соляных ваннах – 0,5 мин;

- в свинцовых ваннах – 0,1-0,15 мм.

На практике температурно-временные режимы термической обработки, а именно время нагрева, температура и время выдержки и скорость (время) охлаждения назначаются в соответствии с диаграммами и номограммами, приведенными в справочниках по термообработке.