Разработка технологического процесса изготовления и термической обработки заготовки, страница 4

Обозначение агрегата	Производительность, кг/ч	Закалочная электропечь					Отпускная электропечь
		Обозначение печи	Наибольшая температура, °С	Наибольшая мощность, квт	Рабочая площадь пода, м3	Расход защитного газа, м3/ч	Обозначение печи	Наибольшая температура, °С	Наибольшая мощность, квт	Рабочая площадь пода, м3
СКЗА-1/3	50-80	СКЗ-02.20.01/9	900/2*	30-40	2х20	5	СКО-03.35.04/3	350/2*	15	3х35

^* В этой графе в знаменателе указано количество рабочих зон.

5. Разработка технологического процесса окончательной термической обработки

5.1. Выбор, обоснование и характеристика

            В качестве упрочняющей термической обработки мы выбираем закалку и низкий отпуск.

            Закалка – это основная и наиболее ответственная операция термической обработки. Ее суть заключается в том, что сталь нагревают до температуры, при которой образуется аустенит, выдерживают при этой температуре и быстро охлаждают со скоростью большей скорости критической, в целях получения неравномерной структуры. В результате закалки повышается прочность, твердость, износостойкость и предел упругости, однако понижается пластичность ([5], стр.50). Получается структура мартенсит.

            Для того, чтобы несколько снять внутренние напряжения, мы производим низкий отпуск. Этот вид термической обработки состоит в нагреве изделия до температуры 150-240 °С. При этих температурах начинается процесс выделения углерода из мартенсита в виде цементита. Однако распад мартенсита происходит в незначительной степени, и твердость закаленного изделия падает на2-4 единицы по Роквеллу. При этом снижаются остаточные напряжения, уменьшается крупность зерна ([5], стр.52).

5.2. Расчет режимов термической обработки 

Закалка:

Температура нагрева ([2], стр.6, табл.1)  860 °С;

Время нагрева ([5], стр.58, табл.15)  22 мин.;

Время выдержки ([5], стр.58, табл.15)  20 мин.;

Охлаждение в машинном масле ([2], стр.6, табл.1)   150 град./с.

Низкий отпуск:

Температура нагрева ([2], стр.6, табл.1)  200 °С;

Время нагрева ([5], стр.58, табл.15)  40 мин.;

Время выдержки ([5], стр.60, табл.18)  180 мин.;

Охлаждение на спокойном воздухе ([2], стр.6, табл.1).

5.3. Механические свойства после окончательной термической обработки

В результате быстрого охлаждения, в стали образуется механическая смесь феррита и цементита с крупностью зерна, соответствующей мартенситу.

Мартенсит – это пересыщенный твердый раствор внедрения углерода в a-железо с объемно-центрической кубической решеткой. Твердость 60 HRC.

Снимая внутренние напряжения с помощью низкого отпуска, мелкие зерна мартенсита незначительно увеличиваются, и в результате получается мартенсит отпуска. Твердость такой структуры незначительно меньше чем после закалки, и составляет около 58 HRC.

5.4. Выбор нагревательного оборудования

В качестве нагревательного оборудования принимаем все тот же агрегат, что мы использовали для нормализации – СКЗА-1/3.

6. Охрана труда

Оборудование цехов должно располагаться в соответствии с общим направлением основного грузопотока. Расстояние между оборудованием и стенами цехов должно быть не менее 1 м.

Оборудование, при работе с которым происходят вредные выделения, должны быть установлены в помещениях, изолированных от печных пролетов.

Система отопления и вентиляции должны обеспечивать в производственных помещениях температуру согласно таблице 4.

Наименование помещения	Расчетная температура, °С
	В холодный период года	В теплый период года
Склады металла Печные залы Травильные отделения Отделения очистки металла Кабины крановщиков	Не нормируется +15 +18 +18 +20	Не более чем на 5° выше наружной
Примечания: 1. В нерабочее время температура в отапливаемых помещениях должна быть не менее +5 °С. 2. При наличии гидравлического оборудования температура на складах металла должна быть не менее +5 °С.