Мармер, Мурованная, Васильев – Электропечи для термовакуумных процессов (1991) (1074336), страница 22
Текст из файла (страница 22)
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. Применение гелия экономически невыгодно. Охлаждвющая способность аргона на 30% ниже, чем азота. Кроме того, на скорость охлаждения влияют давление и скорость циркуляции. Например, при постоянном расходе циркулирующего газа фирмой )Чбб ВагйеМ исслегювалась зависимость времени охлаж. денни от давления газа в диапазоне 0,05 — 0,18 МПа. В результате было установлено, что увеличение давления приводит к ускорению охлаж. денна только до )Ювления 0,13 МПа; дальнейшее повышение давлениЯ Ггй О Ф М2 ь и~ о о Ю ЮЪ о м еч о еЧ о о ж О ° 0 7 о 1 о о СЗ о ! о о 'Ф ФО о С'Ф ОО ! о Ос о 4 о 00 о ОР л ЗЗ ~~~$' ооо ао ю во а ооо есч л Ю Я $:4 1 $ай гсвл «л Л27.
Пле е додлддщ додда колол в 6 л Елтлл щмх средах усохло Колдтсстло колод,%. с олдтс. оллтлл, лестно, ссм кн Твсддосто, Остатол гпа дма ауесо. щст,эЬ до 0,$ до о,э до О.ээ 6,96 18,2 6,77 20 50 !;:~еаслс рйсе (1 5:вжвс Вегеса л соля дщс, ажддслс л 6,92 17,4 6,76 ' 40 40 20 дох Люгдсдлс в о 7,0 15,5 6,97 90 10 се л еекуу -13 Па), хладденис е ,!':::~ю сказывается на скорости охлаждения. Поэтому для практического „';лфименения рекомендованы давления 0579-0,1 МПа.
Однако выясниадось, что крупные сечения (примерно 50 мм) бьктрорежущих сталей :,,Вю прокаливаются при давлении азота; близкого к атмосферному. Ря.-':;.11ом зарубежных фирм предложены конструкции вакуумных печей !.'е' возможностью охлаждения в циркулирующем азоте с давлением :1:до 0,6 МПа. В табл. 3.27 приведены сравнительные результаты обработки подшип':Ликовых колец из стали 95Х18Ш в разлячных средах [1101 . По сравнению с закалкой в среде эндогаза уменьшение овальности ,'В 1,5 — 2 раза набшодалось 111Ц при вакуумной закалке колец подшил:,"~мне 214Ю иэ стали 95Х18Ш, в результате чего были снижены припус', ти на шлифование на 0,1 мм. Иэ жидких сред закалка в масле лосев нагрева в вакууме получила '!даибольшее применение, хотя может быть реализована закалка в дру',тсих средах: в воде, жидких металлах 131.
Основные требования к мас*:51у дпд вакуумной закалки: низкая упругость пара, светлокалящне ";:свойства масла, требуемые максимальные скорости охлаждения и "''ге мне рагу ра. Проведенные автора ми исследования охлаждающих ..Усвонств вакуумных масел ВМ-З, ВМ 4 и их смеси показали 11121, что ръиксимальные скорости охлаждения составляют 100 — 120 'С/с, т. е.
ньше, чем у используемых в промышленности индустриальных ма;='сел ИС-12, ИС-20. Вакуумные масла являются светлокалящимн, но нх ', 'охлаждающие свойства могут обеспечить проведение термокинетиче'. вких процессов только в высоколегированных сталях. Для средненегированных компактных и, особенно„порошковых '-,сталей с порнстостью до 20% зти видм масел оказались непригодны- 121 мн.
Так, для стали ШХ-15 при закалке колец подшипников структуру, исключающую трооститные включения, удавалось получить на кольцах толщиной не более 3,5 мм. Характеристики масел, в том числе масла типа ВЗ-1 (ТУ-38 10.12.020-85) [113], приведены в табл. 328. Впервые нами было исследовано влияние остаточного давления нейтрального газа на охлаждающие характеристики масел. Как видно из табл. 3.28, максимальная скорость охлаждения разработанного масла в интервале давлений 200-.1013 гПа в 1,7 — 2,5 раза превкяпает аналогичную величину для вакуумных масел. Проведенные нспьпання в масле на печи СЭВ-33/11,5ФМ2 показали, что иа кольцах подшипников из стали ШХ-15 обеспечиваются светлая поверхность иэделий, а также требуемая микроструктура и твердость по шкале Роквелла (НКС, 64 — 66) в сечениях до 9,2 мм [114].
Данные по деформации деталей из различных марок сталей при вакуумной и воздушной закалке приведены в табл. 3.29 [115]. Иэ таблицы видно, что прн закалке в вакууме детали имеют пониженную деформацию. Следует также отмеппь повышенную стабильность значений твердости деталей в партии. Так, при закалке пуансонов и вата вок из стали 4Х5МФС твердость деталей различалась на 1-2 единицы, а матриц из той же стали — на 2 — 3 единицы по шкеле Роквелла НКС,, При закалке в камерной печи с воздушной средой разброс твердости одноименных деталей составлял 4 — 6 еднннц. Вакуумная закалка спеченных изделий была проведена на шестернях ьюслонасоса, сосне и размеры которых представлены в табл.
330 [116] . Спекание проводили при температуре 1150 С в атмосфере диссоцнированного аммиака. Время выдержки 100 — 120 мни. В качестве пластификатора испольэовали стеарат цинка, удаление которого проводили при 650 'С. После слекания детали калибровали (с этой целью по образующей зуба были оставлены припуски по 0,2 мм), в результате чего пористость поверхностных слоев снималась на 3 — 4%. Для измерения твердости до и после закалки испольэовали твердо. мер Роквелла (шкала А) прн нагрузке 0.6 кН.
Шестерни также подвергали испытанию на раздавливание. Закалку деталей проводили в вакуумной печи СЭВ.ЗЗ/11,5ФМ2 при температуре 810, 860 и 900 'С. Время выдержки по достижении заданной температуры составляло 30 мин. В качестве закалочной среды использовали масло типа ВЗ-1. Давление газа под маслом перед закалкой составляло 6 ° 10 э; 6,5; 50," 100; 200 и 650 гПа. Результаты испытаний представлены на рис.
3.10. На том же рисунке 3.10 представлена зависимость твердости НКА от давления газа над маслом. Анализируя зависимости усютий раздавливания, твердости и скорости охлаждения эакалочного масла ВЗ-1 от давления, ьюжно заметить между ними определенную связь. Твердость и максималь. 1гг аоово 'Ф 40 сО ОО Фч~ ем~а о сч о Ф ФВМ\ е м~ мз вооао сч ~ м>ее с~ ао д аде омно фи аоа, о Ю~ОЮ3 1 О~ <~4~Ю~ 4~ ооо «~ м а ь ЧР 'О ~ ю ~ч о Ю~Ф Ф 4'Ф Ю от Ь ой $ю Ет Ц МЮ $ Я ~1 с> $, у~ 3 6 ф~ ааоиЮФЪ Ионыч о «ееео айно е4 е4 ~4 ~4 \ Явдат <чр ч~еч~ н вчем 1 МЪ Ю о Ю м>ед ЮЮ Ф ав~г ~~1 ~ н ею ( -„м„-мм~м $ 3 оХоР~ХР Ю 'Ф ЮЪ 'Ф х ч3 М ФФФЧ ~О ~О Я И оо 'Ф'ФЮМ) И ю ~О~О~ Ф Фй:ФЮ $'Ф мсчс» ~ о ~о И ч м~й ф ~О °" ео оеи $й,' 1 аж~ ~ ьп~' май ~ ща нал 50 И А от даалеппа га- плавневая масла; — твердость поспературе 810 С; е7— между собой; аждения (давших шестерен они до 20%; при поовь возрастают.
ющих давлению вливания шесте- как усилие разрочности спеченеталей, работаю- связи были псиных нз порош- ,3 (табл. 3.31). 125 Таблица Х31. (:Родню, Л( кН, и отаосателэное ЛАУЛА~ %, уапгае 1иедаааяаааня малой юестерви> нзготоалеююй ю меаезпого пороюка ьвркн ЖГР0,5ДЗКО,З, после закалки пгк рээюеапех даалеюввх газа над маслом т мл рату- аэо гпа ра закалки, 'с лг Алкал~ ы Ьнят 99 22,6 88 16,4 32 97 22,5 88 16,1 35 До закалки среднее усилие раздаалнамюя составляло 12 кн 900 23,8 860 810 23,6 П ри м ечание.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
