Мармер Э.Н. - Электропечи для термовакуумных процессов (1074335), страница 23
Текст из файла (страница 23)
' "''опекают в вакууме при температуре 1200 'С в течение 1 ч, охлаждо комнатной температуры со скоростью 20 'С/с, отжнгают при ,«1 'С в течение 30 мин и охлаждают вместе с печью 11051. ; 5лшавы систем "платина — кобальт" н "платина — палладий — кобальт" в вакууме при давлении 0,1 Па и температуре 1350 'С в тече- ': 20 мин, затем после первой допрессовки вновь спекают при С (15 мин) „а после второй допрессовки повторяют предыдущий 11051. :;:Дыстрорезгущле стали получают спеканием изделий из порошков типа Р6М5 в вакууме.
Основные параметры спекания зависят : свойств порошка и последующих технологических операций, как ;;видно из табл. 3.25. '<еэластины режущего инструмента иэ карбидосталн обладают иэно""йкостью в 5 — 6 раз выше, чем из твердых сплавов ВК8 и ВК15, ".яфФменты штампов — в 5 — 20 раз более высокой 1106], по работе стойкость режущих пластин повышается в 2-2,5 раза, после и — в 5 — 6 раз. :-:Юедует отметить, что при газостатическом спеканяи заготовок , в которую загружается порошок, предварительно откачнва'зе1 давления ниже 10 Па. л спекании язделий н заготовок нэ быстрорежущих сталей в вапроисходит рафинирование их от кислорода, конечное содержачйоторого не должно превышать 042%. 113 тибалча 3.25.
Парампзрм спскапил изделий пз бьктрсрмаущих сталей влл псрсмка п стс тсмпсрмурв, вакууьь в лср Плсь и слуммс ссстсс 'С Пв кв, ч пасть, спсралпс % Имсельченвзл струпка, < 160мкм, Р6М5 11081 Теерлсфазаый спп. тсз из оксидов 8КН9 11081 Часплпс ислраапльпсй формы после расвыиллл водой пс пепиту фирмы Рспбмх (Велпксбрвтаалл) ~108) п1м сслеркаюм 1л'лсрсда, %: 0,775 0,925 1 1,15 Карбвлссмль Р6М5+ + 25% 77С 1106! Карбпдссталь Р6М5+ + 110 с207% тс 11071 1О ' Экструзпл лрп 1050-1100 С 1180-1200 1180 Горяева штам. псвкапрп 1050 С Вакуум 1 97 1236 *1,5 1224 а 1,5 1214 з 1,5 1206 Й 1,5 1320-1380 10з Готовые изде- лия плл ях хс- лслпал ппам- псвкз Готовые пзделил реалы плзмлы Экструзия 0,5-1 Более 98 0,1 — 1 0,5-1 1270 0,1-1 рассмотрев процессы спекания изделий на основе железа, можно отметить, что использование вакуумной технологии в настоящее время наиболее аффективно при спеканни вь|соколегированных марок ста.
лей: нержавеющих, жаропрочных, быстрорежущих„а также мапппных сплавов. Перпективы спекания композиций на основе железа будут заключазъся в повышении требований по прочности н пластичности к изделиям н по усложнению их формы. Нл примере Броварского завода порошковой металлургии видно, что объем производства деталей из легированных порошков за последние 5 лет вырос в 2,4 раза, сред. ненагруженные детали в 1984 г. составляли примерно 33% против 21% в 1980 г.
[109]. Повышение степени легировання вызывает необходимость как в увеличении температур спекания до 1250-1300 'С, так и в ужесточении требований к качеству среды 1сннженная концентрация паров воды в водороде, сниженное остаточное давление в вакуумных печах) Кроме того, большое внимание дштжно уделяться вопросам утилизации отходов высоколегированных сталей, особенно быстрорежущнх 114 'луюнию порошков из стружки и шлама, обезгажнванню стали, ком"'ктированию с последующими операциями спекання и термообраи, ЗЗ.
Закалка и закаяочныв ерелм -" Для осуществления вакуумной закалки„под которой подразумевал[гол нагрев в вакууме, а охлаждение в газе, масле или в'вакууме, ':" работано н разрабатывается специальное электротермнческое обование. В качестве охлаждающих сред примешпотся жидкости (обыч', масла), нейтральные газы, давление которых выбирается в днапазо- 0,05 — 0,6 МПа.
Преимуществами закалки после нагрева в ва'уые по сравнению с закалкой после нагрева в других защитных сре", в том числе в соляных ваннах, являются: ::„1. Уменьшение деформации и короблення, которые обусловлены ""сутствием перемещения нагретых деталей при напуске газа непо" дственно в камеру нагрева; использованием градиента темлерату', эа счет выбранного направления охлаждающего газового потока; жностыо применения в вакууме в качестве материала технолокой оснастки (зажимов, подставок) графита, нагревающегося еннее, чем иэделие, не деформирующегося и сохраняющего прочь прн нагреве и охлаждении; уменьшением напряжений в по" хностном слое.
".;„'2. Получение светлой поверхности беэ науглерожнвания или обез' ероживання. ~",.3. Повышение качества изделий прн нагреве под закалку в вакуу"' по сравнению с нагреволг в водороде увеличивает срок службы ' ' мпов для горячей деформации на 75 — 150%. '-';:;При вакуумной закалке в сравнении с другими видами закалки той же твердости достигается повышенная пластичность. Так, мер, при закалке тонкостенных изделий, требовавших послей ршповки, выход годных деталей, закаленных в вакууме, сяна 30% [3[. '„'-::-:~1овышенне на 50% вязкости бериллневой бронзы после закалки ,!:;:Вакууме по сравнению с термообработкой в защитной атмосфере о с уменьшением окисления н отсутствием образования витрина границах зерен.
,:,,Злагодаря лучшему качеству поверхности повышаются эксплуата; нные характеристики обрабатываемых иэделий. Например, оцен„, одной из фирм усталостной прочности образцов после одинаковой „„даарительной обработки н аустенизации в вакууме, соляной ван':(КС1 + ИаС!), защитной газовой атмосфере (18% СО, 1% СОт, 1% О, остальное Мэ при концентрации паров воды 8 г(м ) н на воз 'э показала, что поверхностные трещины наблюдалнсь прн нагреве .-„!~олиной ванне и защитной атмосфере для 33% образцов, на возпу- мз хе для чб%, у образцов, нагретых в вакууме, повреждения поверхн,„ стн отсутствовали. В ряде случаев закалка в вакууме бьютрорежуших сталей прн ол„ паковом режиме оптуска дает некоторое повышение твердости л сравнению с закалкой в соляной ванне. При этом отсутствие обе,. углероиоппния, повышение износостойкости инструмента улучшаю его рабочие характеристики.
Отпуск в вакууме также способствует повыювнию срока службы штампов за счет дегазацни металла, ос„„ бенно удаления водорода. 4. Применение закалки в вакууме, которое позволяет устранить нлз значительно сократить последующую механическую обработку и соот. ветственно снизить припуски. Отсутствие последуюпюй механической обработки особенно важно для изделий с высокой прочностью и тьер. достык (инструмента), для которых эта обработка весьма трудоемка, а также для массивных деталей сложной конфигурации (например, сложные профплированные штампы), где вследствие разповременности протекания мартен ситных превращений, сопровождающихся изменением размеров, возникают дополнительные деформации, прн.
водящие к трещинам и браку при повторной механической обработке Сокращение обьема механической обработки деталей значительно снижает их стоимость. По данным фирмы %1Ы ВагПеЫ (Великобритания) экономия при обработке одного штампа составляет 40%. Стоимости термообработки в вакууме и соляной ванне, рассчитанные дла четырех различных типов инструментальных и штамповых сталей, соизмеримы, а в отдельных случаях закалка в вакууме требует меньших затрат.
Общий цикл обработки в вакууме инструмента из молибденовой инструментальной стали уменьшается в 2 раза в сравнении с обработкой в защятной среде 131 . 5. Экономия за счет расходов на приобретение, приготовление, контроль н удаление защитной атмосферы и химикатов. б. Снижение количества отпусков деталей из быстрорежущей стали. Опыт ряда фирм показывает, что после применения закалки быстрорежущих сталей в вакууме требуется только однократный отпуск вместо трех- п двухкратного.
Это явление связано с уменьшением количества остаточного аустенита. 7. Возможность использования вакуумной закалки при изучении шюграмм состояния реакционно активных металлов и сплавов. Однако вследствие меньшей скорости нагрева в вакууме (передаче тепла только излучением) по сравнению с нагревом в других средах при нагреве крупных изделий и больших садок может ухудшаться нх качество (например, режущие свойства инструмента). Для закалки газам после нагрева в вакууме основными вопросаьш являются определение типов сталей„которые могут быть закалены в газе, подбор охлаждающей среды и выбор конструкции печей.
116 ологической предпосылкой для осуществления закалки нейтым газом после нагрева в вакууме является соответствие време- ~)7гзового превращения, определяемого для каждой стали по диаграм"-.;ыартенснтного превращения, времени охлаждения, реально достиму в вакуумных печах после напуска газа. ;,'71ремя охлаждения, которое может быть достигнуто при напуске " ' в вакуумную печь и его циркуляции, практически составляет не.
ко минут. Это время сопоставимо со временем мартенснтного щения воздушно-закаливаемых (самозакаливающнхся) сталей. ':Для ряда сложнолегированных быстрорежущих н нержавеющих ста',: содержащнх хром, молибден, вольфрам, нападай, время охлажде"'"'. с температур закалки 1050-1250 'С до 600 — 750 'С, обеспечиваю- получение перллтной структуры, составляет 10 — 30 мин, а для по'; лил бейннта охлаждение с нагрева п~и температуре закалки долж' 'тгроисходить за 15 — 20 мнн до 250 — 300 С 131.
,"фа рис. 3.9 показаны диаграммы мартенситного превращения стали марок и одновременно нанесены кривые охлаждения садки с ю в вакууме с остаточным давлением 10 з Па (крнвая В), при на"" с азота до давления 7 10» Па (крнвая Г) и в масле (кривая М). '::Для стали Сг — М-Мо напуск газа обеспечивает скорость, необходидля протекания мартенснтного превращения. Даже охлаждение "::.вакууме (крнвая В) при небольшой тепловой инерции, например ,-:~мчи с экранной изоляцией, обеспечивает достаточную для закалки , прость охлаждения.
,'-'! Проведенные авторами книги опыты также показали, что при остыв водоохлаждаемой вакуумной камере прн давлении 10 '- з Па образцов диаметром 25 мм, высотой 50 мм нэ легированных ей в интервале 1100-400 С обеспечивается скорость охлаждения 'С/мин и выше.
: режимы закалки различных типовых групй сшлей приведены в . 3.26. :;: Опыт закалки в вакууме сталей групп 1 и 2 (табл. 3.26) по привеым в той же таблице режимам показывает, что такая закалка пот прокаливаемость. что позволяет увеличить диаметр обрабаты,. 'мых изделий до 200 мм по сравненша с закалкой в обычных усло' 'х (на воздухе), где максимальный диаметр деталей не превыша, 100мм. ~ Фирма 1зрапо Зп1вэ (Испания) проводит закалку в вакууме для ей диаметром до 600 мм из стали 35ИС016 (группа 6). После ки детали имеют блестящую поверхность и незначительные де:фОрмацнн.
,:-;,': Основньгм требованием к газовым средам, применяемым при за:»Галке, является высокая степень чистоты газа. Содержание кнслородолжно быль ниже 10 э% (об.) при концентрации паров воды -;4;"1 . 10 э — 1,17 10 .г г/мэ в зависимости от состава эакаливаемой 117 7 10 Гб~ уб~ Гб" Г, с д) 2 'С дбб йЮ %Ю й6 О 22 и уб уб" уа т,с б) 2, С Вбб гбб о у й) усе и)' и)" уб' г, с б) Ряс. ЗВ. диаграммы мертспаавого преврепнпвв: е — угяеродвстой стаяв (1,03% С); б — хромвстой степи (1,02% Ст, 0,5% С, 0,11% Ч); е — ивкевьхромомовибдсиовой стахи (0„4% С, 1„27% Ст, 4% 242 0,24% Мо);  — кривые охлаждены садки в вакууме; М вЂ” то же в месив; à — то жс в гете; Мв — температура яечеве мартсиапвого преврапкиии стали. В качестве охлаждающих газов могут быть использованы азот, гелий, аргон и их смеси. Наиболее часто используют азот.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
