Анализ технологического процесса при обработке детали "Корпус". Расчет годовой производственной программы термического участка, страница 5

При содержании ~0,6% N отмечается относительно меньшее увеличение прокали­ваемое™ [40, 446 ]. Повышение прокаливаемости заметно только вблизи поверх­ности, что является наглядным результатом характерного распределения содер­жания углерода и азота в слое, т. е. там, где содержание углерода еще относи­тельно высоко, содержание азота низко. В поверхностных зонах нитроцементо-ванной стали, где высокое содержание углерода и азота, преобладающее влияние на твердость структуры имеет высокое содержание остаточного аустенита. В обла­стях, отдаленных от поверхности и с низким содержанием остаточного аустенита, понижение твердости незначительно. Твердость мартенсита в этих областях опре­деляется в основном содержанием углерода.

На практике в соответствии с зависимостью твердости нитроцементованного слоя от содержания остаточного аустенита считается допустимым такое конечное содержание углерода и азота, которое приводит к получению 50—55% остаточного аусте­нита в поверхностных зонах.

Микронапряжения (напряжения II рода) также обнаруживают определенную зависимость от кон­центрации углерода и азота в нитроцементованном слое. Они достигают максимальных значений при эвтектоидной  концентрации  углерода, равной 0,7—0,8%, и суммарной концентрации углерода и азота, равной 1,0—1,25%. При превышении указанных значений эвтектоидной концентрации углерода и суммарной концен­трации углерода и азота происходит значительное снижение уровня напряжений II рода, что обусловлено потерей когерентности частиц карбонитридной фазы с матрицей. Снижение уровня напряжений II рода наблюдается также при понижении концентрации углерода в сердцевине, что обусловлено обра­зованием ненасыщенного твердого раствора углерода в а-железе.

Износостойкость нитроцементованного слоя на 40—60% выше, чем цементованного. Износ слоя, полученного при нитроцементации в газовой среде, на 15% меньше износа слоя, полученного при цианировании в жидкой ванне. Испытания подтвердили результаты лабораторных •исследований на износ нитроцементованных слоев.

Нитроцементованный слой как область со структурой мартенсита с большим содержанием углерода имеет более высокий предел текучести, но значительно меньший запас пластичности, чем сердцевина стали. Поэтому при изгибающей нагрузке пластическая деформация возникает сначала в сердцевине под закален­ным нитроцементованным слоем. Значительная деформация сердцевины приводит к возрастанию напряжения в слое, к образованию начальной трещины и к разру­шению изделия. Следовательно, повышение статической прочности на изгиб всей детали (при прочих равных условиях) может быть обеспечено с ростом пластич­ности слоя.

15.6 Техника безопасности в термических цехах

Жидкостное цианирование. В дополнение к основным правилам по технике безопасности при жидкостном цианировании, приведенным на с. 133, необходимо иметь в виду следующее.

Цианистые соли KCN и NaCN — сильнейшие яды. В присутствии влаги, кислот, а также углекислоты, со­держащейся в воздухе, эти соли выделяют цианистый водород, вызывающий удушье вследствие паралича ды­хательных путей. Опасность отравления возникает при проникновении соединений в организм через органы ды­хания или пищевод.

Пары цианистых соединений огнеопасны и могут об­разовывать взрывоопасные смеси с воздухом.

В целях безопасной работы на цианистых ваннах не­обходимо соблюдать следующие основные правила:

1) перед началом работы проверить исправность ван­ны, кожуха, приспособлений и вентиляции; при обнару­жении неисправностей к работе не приступать;

2) переносить цианистые соли и составы к ванне разрешщается только в исправной закрытой посуде с надписью писью «Яд»;

3) пуск ванны должен производить дежурный электромонтер                                 

4) расплавление ванны и добавку солей производить в защитных очках и рукавицах, под наблюдением ма­стера;

• 5) загрузку солей производить малыми порциями;

.ванну загружать не более чем на 3/4 объема;

6) обрабатываемые детали перед планированием должны быть очищены и просушены; инструмент и при­способления также должны быть чистыми и сухими;

7) приспособления для планирования должны быть изготовлены только из сплошных профилей; использо­ваний трубных заготовок не допускается, так как внутрь их могут попасть цианистые соли;

8) работать разрешается только в рукавицах и за­щитных очках;

9) пена и осадки со дна тигля должны удаляться специальным ковшом и собираться в металлический за­пирающийся ящик для отправки на обезвреживание;

10) обезвреживание деталей производится после циа-нирования и закалки путем обработки в 1%-ном раство­ре железного купороса с последующей промывкой в го­рячей воде; приспособления, закалочные и промывоч­ные воды также должны обезвреживаться;

-- 11) в случае ожогов, порезов и других повреждений кожного покрова рабочий должен быть отстранен от ра­боты на участке; при утомлении, головной боли, тошно­те и других признаках отравления нужно немедленно выйти из помещения участка цианирования и обратиться в медпункт.


ТАБЛИЦА 122



Закалку инструмента производим при температуре 1220°С. Подогрев осуществляется в 3 этапа:

- 1 подогрев до температуры 550°С (сразу после нитроцементации);

- 2 подогрев - 850°С;

- 3 подогрев – температура закалки.

Выдержка инструмента устанавливается из расчета 8-9 сек. на 1 мм. диаметра инструмента, т.е. для сверла диаметром 10,3 мм. она равна 1,5 мин., а для остальных инструментов 2,5-3,0 мин.

Охлаждение после закалки производим ступенчато:

1. В среде расплава селитры и щелочи (температура 450-550°С). Время выдержки 305 мин.

2. Охлаждение на воздухе.

Твердость после закалки составляет 63 НRC.

Дальнейшая термическая обработка предполагает многократный отпуск (как вариант обработка холодом + однократный отпуск) при температуре 550-570°С. Можно также рекомендовать двукратный отпуск + обработку паром при температуре отпуска. Обработка паром создает на поверхности инструмента тонкую (204 мкм.) пленку окиси железа Fe3O4.  В результате этого предотвращается приваривание стружки к поверхности инструмента, повышается стойкость его на 25% и улучшается его внешний вид: поверхность приобретает красивый темно-синий цвет.

Обработка паром может быть проведена в герметически закрывающейс яшахтной печи типа цементационной. При отпуске в атмосфере пара очищенный сухой инструмент в корзинах загружают в печь с температурой 350-370°С и выдерживают в течении примерно 1ч. до полного прогрева садки. После этого для вытеснения воздуха в печь подают сухой пар, перегретый до температуры 300-400°С. Спустя 20-30 мин., температуру печи повышают до рабочей (550-570°С) и дают выдержку 45-60 мин. Давление пара поддерживается избыточное, в пределах 0,1-0,3 ат. Это предотвращает подсос воздуха в печь.