Задание
Копиры должны иметь минимальную деформацию и высокую износоустойчивость (твердость поверхностного слоя 750…1000 HV). Для их изготовления выбрана сталь 38ХМЮА. Необходимо: расшифровать состав и определить, к какой группе по назначению относится данная сталь; назначить и обосновать режим термической обработки, объяснив влияние легирования на превращения, происходящие на всех этапах обработки данной стали; описать микроструктуру и свойства стали после термической и химико-термической обработки.
Копиры широко применяются в станках-автоматах и работают в условиях контактного нагружения, по конструктивным особенностям (отношение l/d) относятся к дискообразным деталям.
Поскольку дискообразные детали технологически не жесткие, при назначении режимов термообработки следует предупреждать их коробление.
Для копиров, требующих высокую поверхностную твердость (750… 1000 HV), оптимальным вариантом упрочнения является улучшение с последующим азотированием. Азотирование как метод поверхностного упрочнения обеспечивает минимальную деформацию, высокую износостойкость, коррозийную стойкость в атмосфере. Обладая повышенной хрупкостью, азотированный слой должен опираться на упрочненную подложку. В данном процессе ее формируют закалка и высокий отпуск.
Для изготовления копиров выбран нитраллой (азотируемая сталь) 38ХМЮА – конструкционная улучшаемая сталь. Химический состав этой стали по ГОСТ 4543-71, в процентах: углерод – 0,35…0,42, хром (Х) – 1,35…1,65, молибден (М) – 0,15…0,25, алюминий (Ю) – 0,7…1,1, сера и фосфор – не более 0,025 (сталь высококачественная, что определяется и маркой стали – буква А ).
В состоянии поставки сталь 38ХМЮА имеет нормализованную структуру – мелкозернистый феррит – легированный перлит .
Нагрев под закалку стали 38ХМЮ следует проводить с учетом ее легированности. Для получения однородного гомогенного аустенита легированного нагрев проводят до 920…950 о С . Учитывая склонность стали к обезуглероживанию, продолжительность нагрева должна быть минимальной, но достаточной для образования однородного аустенита.
Хром, молибден и особенно алюминий сдерживают рост аустенитного зерна при нагреве. Поэтому формирование крупного зерна в стали 38ХМЮА не происходит.
Охлаждение назначают в зависимости от размеров копира: в воде – для деталей диаметром более 50…80 мм и в масле – для деталей диаметром до 50 мм. Структура стали после закалки: мартенсит закалки + аустенит остаточный.
Легирующие элементы хром и молибден, снижая критическую скорость закалки, увеличивают прокаливаемость стали. Критический диаметр у стали 38ХМЮА dкр = 45 мм (при закалке в масле) и dкр = 70 мм (при закалке в воде).
После закалки проводят высокий отпуск. Температура отпуска должна на 50…100 о С превышать температуру азотирования. Назначаем температуру отпуска 600…650 о С. В процессе выдержки при отпуске протекает распад Мзак и Аост на зернистую среднедисперсную смесь феррита и цементита, называемую сорбитом отпуска. Молибден, имеющийся в стали, предупреждает развитие обратимой отпускной хрупкости, поэтому детали можно охлаждать медленно (допускается охлаждение и в масле).
После отпуска следует азотирование. Для обеспечения требуемой твердости 750…1000 HV, азотирование проводят при 520…540 о С в течение 20…30 ч, при этом образуется диффузионный слой толщиной 0,2…0,3 мм.
Наличие хрома и алюминия способствует формированию в слое специальных нитридов CrN и AlN, что приводит к повышению твердости слоя.
Строение азотированного слоя определяется характером взаимодействия азота с железом. В общем случае диффузионный слой имеет следующее строение. На поверхности образуется e-фаза (твердый раствор на базе нитрида Fe3N, содержащий приблизительно 9,5…11,0 % азота).
Испытывая распад, e-фаза переходит в g¢-фазу (твердый раствор на базе нитрида Fe N, содержащий приблизительно 5,3…5,7 % азота). По мере увеличения толщины слоя количество g¢- фазы уменьшается. Феррит a-фазы, входящий в состав сорбита отпуска, насыщается азотом до 0,004 %. Сердцевина изделия имеет структуру сорбита.
Механические свойства в готовом изделии: sВ = 900 МПа, sи = 750 МПа, d = 10 %, y = 45%, аН = 80 Дж/см 2 , твердость поверхности 750…1000 HV .
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Изготовление — копир
Изготовление копиров ( например, из листовой стали) сопровождается дополнительными и порой значительными расходами, себестоимость их составляет 8 — г — 10 руб. и более. [1]
Изготовление копира обходится дорого, и поэтому применение подобного устройства рентабельно при обработке сравнительно больших партий деталей. [2]
Изготовление копиров не представляет трудностей. Обслуживание фотопривода не требует особой подготовки. [3]
Изготовление копиров и кулачков. Детали, профиль которых имеет форму спирали, можно обрабатывать на плоскошлифовальном станке, используя оптическую или синусную делительную головку. [5]
Изготовление копира обходится дорого, и поэтому применение подобного устройства рентабельно при обработке сравнительно больших партий деталей. [6]
Для изготовления копиров или эталонных кулачков необходимо знать либо изменение радиуса-вектора эквидистанты в зависимости от угла фэ, координирующего era относительно г0, либо изменение радиуса-вектора профиля кулачка. [8]
Для изготовления копиров или эталонных кулачков необходимо знать либо изменение радиуса-вектора эквндистанты в зависимости от угла ср, координирующего его относительно г0, либо изменение радиуса-вектора профиля кулачка. [10]
Для изготовления копиров с небольшим удельным давлением копирного пальца или ролика, предназначенных для выполнения небольшой партии деталей, применяется самотвердеющая пластмасса марки АСТ-Т. [11]
Сложность изготовления копира , так как он должен быть термически обработанным. Более широкое применение имеют копировальные устройства со следящим приводом. [12]
От точности изготовления копира зависит точность обработки изделий. [14]
Даже при изготовлении сырого копира имеет место поводка при снятии сравнительно большой массы металла в средней части его В, и приходится принимать целый ряд предосторожностей, чтобы избежать этого. Копир в при своем поступательном движении внутри стебля а вдоль оси последнего направляется своими цилиндрич. [15]
Источник
Примерные области применения сталей по ГОСТ. Сталь марки . применяется для.
Примерные области применения сталей по ГОСТ. Сталь марки . применяется для.
| Марка стали | Применяется для (но не только) |
| Инструментальная легированная сталь: | |
| применяются (используются) для изготовления инструмента, используемого в основном для обработки металлов и других материалов в холодном состоянии | |
| Сталь 9Х | для валков холодной прокатки, дрессировочных валков, клейм, пробойников, холодновысадочных матриц и пуансонов, деревообрабатывающих инструментов |
| Сталь 9ХВГ | для резьбовых калибров, лекал сложной формы, сложных высокоточных штампов для холодных работ, которые при закалке не должны подвергаться значительным объемным изменениям и короблению |
| Сталь 9ХС | для сверл, разверток, метчиков, плашек, гребенок, машинных штемпелей, клейм для холодных работ |
| Сталь ХВГ | для измерительных и режущих инструментов, для которых повышенное коробление при закалке недопустимо, резьбовых калибров, протяжек, длинных метчиков, длинных разверток, плашек и другого специального инструмента, холодновысадочных матриц и пуансонов, технологической оснастки |
| Сталь 6ХВ2С | для ножей холодной резки металла, для резьбонакатных плашек, пуансонов и обжимных матриц при холодной работе, деревообделочных инструментов при длительной работе |
| Сталь Х12 | для холодной штамповки высокой устойчивости против испарения (преимущественно с рабочей частью округлой формы), не подвергающихся сильным ударам и толчкам, для волочильных досок и валок, глазков для калибрования пруткового металла под накатку резьбы, гибочных и формовочных штампов, сложных секций кузовных штампов, которые при закалке не должны подвергаться значительным объемным изменениям и короблению, матриц и пуансонов вырубных и просечных штампов |
| Сталь Х12М | то же, что и для марки Х12, но когда требуется большая вязкость, для профилировочных роликов сложных форм, секций кузовных штампов сложных форм, сложных дыропрошивочных матриц при формовке листового металла, эталонных шестерен, накатных плашек, волок, матриц и пуансонов вырубных, просечных штампов со сложной конфигурацией рабочих частей |
| Сталь Х12Ф1 | |
| Сталь Х12МФ | |
| применяются (используются) для изготовления инструмента, используемого в дальнейшем у потребителя для обработки металлов давлением при температурах выше 300 | |
| Сталь 5ХНМ | молотовые штампы паровоздушных и пневматических молотов с массой падающих частей свыше 3 т, прессовые штампы и штампы машинной скоростной штамповки при горячем деформировании легких цветных сплавов, блоки матриц для вставок ГКМ |
| Сталь 5ХНВ | для молотовых штампов паровоздушных и пневматических молотов массой падающих частей до 3т |
| Сталь 7Х3 | инструмент (пуансоны, матрицы) горячей высадки крепежа и заготовок из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей на горизонтально-ковочных машинах, детали штампов (матрицы. пуансоны, выталкиватели) для горячего прессования и выдавливания этих материалов на кривошипных прессах, гибочные, обрезные и просечные штампы |
| Сталь 3Х3М3Ф | инструмент горячего деформирования на кривошипных прессах и горизонтально-ковочных машинах, подвергающийся в процессе работы интенсивному охлаждению (как правило, для мелкого инструмента), пресс-формы литья под доавлением медных сплавов, ножи для горячей резки, охлаждаемые водой |
| Сталь 4Х5МФС | мелкие молотовые штампы, крупные (сечением более 200 мм ) молотовые и прессовые вставки при горячем деформировании конструкционных сталей и цветных сплавов в условиях крупносерийного производства, пресс-формы литья под лавлением алюминиевых, а также цинковых и магниевых сплавов |
| Сталь 4Х5МФ1С | пресс-формы литья под давлением цинковых, алюминиевых и магниевых сплавов, молотовые и прессовые вставки (сечением до 200- 250 мм ) при горячем деформировании конструкционных сталей, инструмент для высадки заготовок из легированных конструкционных и жаропрочных материалов на горизонтально-ковочных машинах |
| Сталь 4Х5В2ФС | |
| Сталь 4Х4ВМФС | для инструмента высокоскоростной машинной штамповки, высадки на ГКМ, вставок штампов для горячего деформирования легированных конструкционных сталей и жаропрочных сплавов на молотах и кривошипных прессах; пресс-форм литья под давлением медных сплавов |
| Сталь 5Х3В3МФС | для тяжелонагруженного прессового инструмента (прошивных и формующих пуансонов, матриц и т.п.); инструмента для высадки на ГКМ и вставок штампов напряженных конструкций, для горячего объемного деформирования конструкционных сталей и жаропрочных металлов и сплавов |
| Углеродистая инструментальная сталь. Применяется (используется) для ( но не только): | |
| Сталь У8А | для инструмента, работающего в условиях, не вызывающих разогрева рабочей кромки: фрез, щенковок, топоров, стамесок, долот, пил продольных и дисковых, накатных роликов, кернеров, отверток, комбинированных плоскогубцев, боковых кусачек |
| Быстрорежущая сталь. Применяются (используются) для ( но не только): | |
| Сталь Р9 | для изготовления инструментов простой формы, не требующих большого объема шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов |
| Сталь Р1 2 | резцы, сверла, фрезы, резьбовые фрезы, долбяки, развертки, зенкеры, метчики, протяжки для обработки конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до 600°С |
| Сталь Р18 | |
| Сталь Р6М5 | все виды режущего инструмента при обработке обычных конструкционных материалов, а также предпочтительно для изготовления резьбонарезного инструмента, работающего с ударными нагрузками |
| Сталь Р6АМ5 | |
| Сталь Р6М5Ф3 | фасонные резцы, сверла, развертки, зенкеры, метчики, протяжки, фрезы, долбяки, шеверы для обработки низко- и среднелегированных сталей. Инструменты для холодного и полугорячего выдавливания легированных сталей и сплавов |
| Сталь 11Р3АМ3Ф2 | инструменты простой формы при обработке углеродистых и малолегированных сталей. Рекомендуется для изготовления режущего инструмента из листа (отрезные и прорезные фрезы, ножовочные полотна) |
| Коррозионно-стойкая сталь (нержавеющая сталь). Применяются (используются) для ( но не только): | |
| Сталь 12Х13 | турбинные лопатки, бандажи, скрепляющая проволока, детали, работающие в условиях коррозии, трубы и другие детали, работающие при температуре 450–500 ° С; детали, работающие в атмосферных условиях, речной и водопроводной воде, влажном паре, водных растворах солей и других слабоагрессивных средах |
| Сталь 30Х13 | режущий, мерительный инструмент, пружины, карбюраторные иглы, штоки поршневых компрессоров, детали внутренних устройств аппаратов и другие различные детали, работающие на износ в слабоагрессивных средах до 450°С |
| Сталь 40Х13 | режущий, мерительный инструмент, пружины, карбюраторные иглы, предметы домашнего обихода, клапанные пластины компрессоров и другие детали, работающие при температуре до 400-450°С, а также детали, работающие в коррозионных средах. Сталь коррозионно-стойкая мартенситного класса |
| Сталь 14Х17Н2 | рабочие лопатки, диски, валы, втулки, фланцы, крепежные и другие детали, детали компрессорных машин, работающие на нитрозном газе, детали, работающие в агрессивных средах и при пониженных температурах. Сталь коррозионно-стойкая, жаропрочная мартенситоферритного класса |
| Сталь 08Х18Н10Т | сварная аппаратура, работающая в средах повышенной агрессивности (растворах азотной, уксусной кислот, растворах щелочей и солей), теплообменники, муфели, трубы, детали печной арматуры, электроды искровых зажигательных свечей. Сталь коррозионно-стойкая и жаростойкая аустенитного класса |
| Сталь 12Х18Н10Т | детали, работающие до 600°С. Сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от -196 до +600°С, а при наличии агрессивных сред до +350°С. Сталь коррозионно-стойкая аустенитного класса |
| Сталь 95Х18 | втулки, оси, стержни, шариковые и роликовые подшипники и другие детали, к которым предъявляются требования высокой твердости и износостойкости и работающие при температуре до 500°С или подвергающиеся действию умеренных агрессивных сред. Сталь коррозионная мартенситного класса |
| Конструкционная легированная сталь. Применяются (используются) для ( но не только): | |
| Сталь 40Х | оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности |
| Сталь 40ХН | оси, валы, шатуны, зубчатые колеса, валы экскаваторов, муфты, валы-шестерни, шпиндели, болты, рычаги, штоки, цилиндры и другие ответственные нагруженные детали, подвергающиеся вибрационным и динамическим нагрузкам, к которым предъявляются требования повышенной прочности и вязкости. Валки рельсобалочных и крупносортных станов для горячей прокатки металла |
| Сталь 12 ХН3А | шестерни, валы, червяки, кулачковые муфты, поршневые пальцы и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах |
| Сталь 20ХН3А | шестерни, валы, втулки, силовые шпильки, болты, червяки, муфты и другие цементируемые детали, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и высокой поверхностной твердости, работающие под действием ударных нагрузок и при отрицательных температурах |
| Сталь 15ХМ | различные детали, работающие при температуре от -40 до 560°С под давлением |
| Сталь 40ХНМА | коленчатые валы, клапаны, шатуны, крышки шатунов, ответственные болты, шестерни, кулачковые муфты, диски и другие тяжелонагруженные детали. Валки для холодной прокатки металлов |
| Сталь 40ХН2МА | |
| Сталь 34ХН1М | |