Технологический процесс восстановления цилиндрических деталей на примере восстановления распределительного вала электроконтактной приваркой (Технологическая часть дипломного проекта), страница 3

Далее проверим, подходят ли выбранные материалы по твёрдости по диаграммам анизотермического распада аустенита (АРА) для сталей 45 и 50ХФА [12]. Считаем, что сталь 45 близка по своему составу со сталью 40Г, только в последней присутствует марганец.

По диаграмме АРА для стали 50ХФА для каждой из представленных твёрдостей посчитаем скорость охлаждения, при которой они были получены:

6/5=100/t6/5, где t6/5 – время охлаждения шейки от 600 до 500 °С.

t6/5 = t5-t6, где t6 – время с начала охлаждения до температуры 600 °С, t5 – время с начала охлаждения до температуры 500 °С.

Для твёрдости 58 HRC имеем:

t6/5 =100,88-100,61=3,5 с

6/5=100/3,5 =29 °С/с

Для твёрдости 57 HRC имеем:

t6/5 =101,27-101 = 8,6 с

6/5=100/8,6=12 °С/с

Для твёрдости 52 HRC имеем:

t6/5 =101,69-101,38 =25 с

6/5=100/25=4 °С/с

Для твёрдости 46 HRC имеем:

t6/5 =101,88-101,57=38,7 c

6/5=100/38,7 = 2,6 °C/c

Для твёрдости 25 HRC имеем:

t6/5 =102,8-102,6 =232,9 c

6/5= 100/232,9 = 0,43 °C/c

Для стали 45 скорости охлаждения уже известны.

Далее для получения одной твёрдости 50 HRC рассчитаем скорости охлаждения для сталей 45 и 50ХФА:

Для стали 45:

t6/5 =101,1-100,74=7,2 c

6/545=100/7,2=13 °С/с

Для стали 50ХФА:

t6/5 =101,7-101,43 =26 c

6/550=100/26 =3,8 °С/с

Определим среднюю арифметическую скорость охлаждения по двум полученным:

6/5ср= (6/545+ 6/550)/2

6/5ср =(13+ 3,8)/2 = 8,4 °С/с

Для найденного значения 6/5ср в соответствии с диаграммами АРА будут следующие твёрдости:

·  для стали 45 – 45 HRC;

·  для стали 50ХФА – 56 HRC.

Твёрдость припоя практически не меняется при изменении скорости охлаждения и равна 47 HRC. Это объясняется тем, что его основой является никель, которому не присущ анизотермический распад аустенита.

Таким образом распределение твёрдости по сечению шейки будет таким, как показано на рисунке 2.1.

Рисунок 2.2. -График распределения твердости по диаметру

шейки после напайки

Твёрдость плавно уменьшается от ленты к центру шейки. Нет резких переходов. Распределение твёрдости полностью соответствует техническим требованиям к восстановленным шейкам распределительного вала. Итак, можно сделать вывод, что по полученной твёрдости лента из стали 50ХФА и припой ПГ-СРЗ нам подходят, и что выбор был сделан правильно.

2.3. Выбор технологических режимов

электроконтактной напайки

Режим напайки ленты к детали включает электрические и механические параметры, оптимальное соотношение между которыми определяет качество припаянного слоя. К электрическим параметрам относятся: сила сварочного тока Iсв, продолжительность сварочного импульса tсв и паузы tп; к механическим – усилие сжатия Qсж. При отработке технологии напайки ленты к детали вначале подбирают соотношение между силой сварочного тока и усилием сжатия сварочных роликов, преследуя цель получить прочность паяной точки на срез в пределах 350...400 МПа с глубиной зоны термического влияния b, не превышающей толщину ленты а (т. е. b < а, см. рис. 2.3). Для выбора оптимального соотношения между усилием сжатия и силой сварочного тока удобным является применение метода симплекс-планирования [5]. При двух исследуемых параметрах регулярный симплекс представляет собой равносторонний  треугольник, вершинами которого являются координаты исследуемых переменных величин (рис. 2.2). В качестве параметра оптимизации принята ширина паяного шва. В свою очередь оптимальную ширину паяного шва определяли по результатам механических испытаний на срез припаянной точки. Движение по поверхности симплекса осуществляется путем отбрасывания его вершины с наименьшим откликом (наименьшая прочность) и построения  новой, являющейся зеркальным отображением отброшенной. Достигнув области экстремума, симплекс начинает вращаться вокруг точки с максимальным откликом (наибольшая прочность). Это свидетельствует о том, что все остальные вершины дают худший по сравнению с центральной выход. В данном случае точкой с максимальным откликом является точка А4: Iсв = 6,0 кА, Qсж = 1,7кН.