Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков В.К. - Способы обработки материалов (1093325), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Медь изменяет цвет зо297лота в розовый или красный в зависимости от количества медив электролите, серебро и кадмий придают золотому покрытиюзеленоватый оттенок, а никель и цинк – белый цвет. Железо неимеет большого влияния на цвет золотого покрытия. Свинецвызывает осаждение черного покрытия, имеющего плохое сцепление с основной поверхностью.При осаждении золотых покрытий толщиной более 10 мкприменяют хлористые электролиты. Золото находится вэлектролите в виде золотохлористоводородной кислотыAuCl3 ⋅ HCl ⋅ 4H2O, приготовляемой растворением хлорного золота в соляной кислоте. Избыток кислоты или хлористые солиспособствуют равномерному растворению золотых анодов иулучшают электрическую проводимость электролита.
Количество золота бывает приблизительно от 16 до 30 г/л, концентрация соляной кислоты (удельный вес 1,18) – от 90 до 150 г/л.Электролит работает при комнатной температуре с плотностьютока 0,5 А/дм2 при 2…3 В. При более высокой температуреможно увеличить плотность тока. Выход по току обычно большой, а рассеивающая способность электролита плохая, намногохуже, чем в цианистых электролитах.Электролитом золочения можно пользоваться до тех пор,пока золото в нем полностью не истощится, что скажется в более интенсивном выделении водорода на катоде.11.4. Термическая и химико-термическаяобработка металловОсновными видами термической обработки являются: отжиг, нормализация, закалка, отпуск и обработка холодом. Притермической обработке стали происходят структурные изменения материала в соответствии с диаграммой железо-цементит(рис.
39).298Исходя из требований, предъявляемых к стали, можно применять ту или иную операцию термической обработки. Однакопри одной и той же операции термической обработки, изменяяее параметры, т.е. температуру нагрева, выдержку и скоростьохлаждения, можно получить свойства в достаточно широкихпределах для одной и той же стали. В табл. 56 приведена классификация операций термической обработки в соответствии сдиаграммой состояния Fe-Fe3C (рис. 39) и назначение этих операций.299300301302303304305Рис. 39. Оптимальный интервалзакалочных температур углеродистой сталиДля увеличения прокаливаемости в практике термическойобработки иногда повышают температуру закалки или удлиняют выдержку. Однако это можно использовать только в томслучае, когда не наступает сильного укрупнения зерна или увеличения количества остаточного аустенита.Прокаливаемость – глубина проникновения закаленной зоны (расстояние от поверхностного слоя с мартенситной структурой до слоя с полумартенситной структурой – 50% мартенсита и 50% продуктов распада аустенита).При сквозной закалке свойства по сечению закаленной стали однородны.
При несквозной закалке свойства меняются отповерхности к центру. Отпуск несколько выравнивает свойствапо сечению. Однако у слабопрокаливающейся стали на поверхности, где после закалки был мартенсит, будет зернистая струк306тура, а в центре, где был перлит, сохранится пластинчатаяструктура. Поэтому на поверхности и в центре будет различиетолько тех свойств, которые зависят от формы структуры.Скорость нагрева. Нагрев стали до заданной температурыжелательно производить с максимальной скоростью. Это экономично, так как увеличивает производительность нагревательных средств, уменьшает количество печей и потребность врабочей силе, уменьшает расход топлива. Однако большая скорость нагрева не всегда возможна.Технически возможная скорость нагрева изделия определяется:- способом нагрева (пламенная или электрическая печь, соляная, металлическая или масляная ванна, т.в.ч.
и т.д.);- максимальной температурой нагрева – до более высокойтемпературы изделие нагревается быстрее, чем до более низкой;- формой изделия: чем больше поверхность, тем скорее происходит нагрев;- весом одновременно нагреваемого металла и расположением изделий в печи;- некоторыми физическими свойствами нагреваемых изделий: теплопроводностью, теплоемкостью и температуропроводностью.При нагреве слитков под ковку и штамповку в зависимостиот химического состава сталь подразделяют на три группы(табл. 57), для каждой из которых назначается свой режим нагрева.Таблица 57Распределение стали по группамв зависимости от химического составаГруппаIМарки сталиСт.
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, ст. 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45,35Н, 40Н, 15ХМ, 15Х, 20Х, 30Х, 35Х, 15М307Окончание табл. 57ГруппаIIМарки стали60ХГ, 25ХГС,30ХГС, 50Г, 65Г, 35Г2, 40Г2, 45Г2, 50Г2,22ГНМ, 35ХМ, 45ХФ, 40Х, 45Х, 55Х, 12ХН2А,12ХН3А, 15ГН4М, 40ХН, 50ХН, 60ХН, 50, 55III35ХНМ, 34ХН3М, 38ХГН, 35ХНВ, 18Х2Н4(ВМ), 9Х,9ХФ, 90ХМФ, 90ХМБ, 40ХНМА, 40ХН3ГСМ,13Г2ХНФ, 38ХМЮА, 55С2, 60С2, 30ХГВТ, 30Х2ГМТНе включенные в таблицу марки стали могут быть отнесены к тойили иной группе по аналогии.Для ускорения нагрева рекомендуется повысить температуру печи при посадке холодных слитков:- из стали I группы, весом до 5 m – до 1200°С,- из стали II группы, весом до 3 m – до 1050°С,- из стали III группы, весом до 3 m – до 900°С,- и исключить выдержку слитков в печи при температурепосадки.Промежуточную выдержку в начальном периоде нагреванужно производить при 700…750°С – исходя из условияуменьшения максимальной температурной разности по сечению слитка.
Во втором периоде нагрев производить с максимально возможной скоростью.Рекомендуется также не ограничивать температуру печипри посадке горячих слитков, а нагрев до ковочной температуры производить с максимально возможной скоростью.
Времявыдержки при ковочной температуре должно составлять1…1,5 ч.При охлаждении поковок и штампованных заготовок в последних из-за различия в скоростях охлаждения наружных ивнутренних слоев возникают термические напряжения, которыетем выше, чем больше скорость охлаждения. Кроме термических при охлаждении возникают и структурные напряжения,связанные с фазовыми превращениями. При медленном охлаждении перепад температур между внутренними и внешнимислоями уменьшается, что способствует более равномерномупротеканию фазовых превращений в стали по всему объему поковки.308При больших скоростях охлаждения суммарная величинатермических напряжений и напряжений от фазовых превращений может превысить прочность стали и быть причиной образования наружных и внутренних макро- и микротрещин в поковке.
Выбор рациональных режимов охлаждения поковок иштампованных заготовок обеспечивает соответствующее качество последних.В кузнечно-прессовых и штамповочных цехах применяютследующие способы охлаждения поковок: на воздухе, в малотеплопроводных материалах, в сборниках и неотапливаемыхколодцах, в подогреваемых колодцах и печах. Скорость и интенсивность охлаждения стали на воздухе приведены в табл. 58.Часто замедленное охлаждение поковок проводит в какой-либотеплоизолирующей среде или по специальным режимам.Таблица 58Скорость и интенсивность охлаждения стали на воздухеИнтервал Скорость охлаждения, в °С/мин Коэффициент интенсивнотемпера- ∅ 70 ∅ 80 ∅ 100 ∅ 120 сти охлаждения для заготовки любого профилятур, в °Смммммммм900-80016,715,214,513,551,0800-700 12,42 11,25 10,710,000,741700-6009,618,37,857,380,543600-5006,686,05,685,370,391500-4004,784,284,063,750,279400-3003,33,02,872,670,196300-2002,32,12,001,850,136200-1001,51,431,361,20,093100-501,00,950,950,80,063Термическую обработку чугуна применяют для снятиявнутренних напряжений и стабилизации размеров отливки,снижения твердости и улучшения обрабатываемости, исправления дефектов литья по отбелу, повышения механическихсвойств и износостойкости.Классификация основных видов термической и химико-термической обработки отливок из серого чугуна приведена втабл.
59.309310311312При термической обработке серого чугуна изменяется главным образом металлическая основа чугуна (матрица), графитная структура остается практически без изменения.Низкотемпературный отжиг (искусственное старение)применяют для снижения в отливках внутренних остаточныхнапряжений, возникающих вследствие неодновременного перехода различных частей отливки из области пластических в область упругих деформаций.Однако для снижения величины внутренних напряженийболее эффективным является применение искусственного старения – медленный нагрев отливок и медленное охлаждение.Для ковкого чугуна применяют нормализацию, закалку иотпуск.
Нормализация (табл. 60) повышает прочность, твердость и износостойкость ковкого чугуна при некотором понижении его пластичности. Нормализация приводит к увеличению содержания в структуре перлита.Таблица 60Режим термической обработки ковкого чугунаВид термическойобработкиНормализацияЗакалкаОтпускНазначениеПовышениепрочности итвердостиПовышениетвердости и износостойкостиПовышение сопротивленияизносуПовышение механическихсвойствТемпература нагрева,в °С800…850800…900450…600500…700Времявыдержки,Охлаждениевч0,2…1,0 ч на25 мм толщины На воздухеотливки0,75…1,25 ч на25 мм толщины В маслеотливки1…5 ч в зависимости оттолщины отлив- На воздухеки и требуемыхсвойств313Закалка с последующим высоким отпуском является оправдавшим себя методом получения ковкого чугуна со структуройзернистого перлита.
Максимальная твердость закаленного ферритного и ферритоперлитного ковкого чугуна достигается принагреве под закалку до 850…900°С, выдержке в течение60…120 мин и охлаждении в масле. Регулирование и получениетребуемых механических и эксплуатационных свойств осуществляются за счет подбора температуры отпуска закаленногоковкого чугуна.Алюминий и его сплавы для придания им определенныхсвойств также подвергаются закалке и старению (табл. 61, 62).Таблица 61Температура нагрева деформируемыхалюминиевых сплавов перед закалкойМарка сплаваТемпература началаДопустимый интеротсчета продолжитель- вал температуры заности нагрева, в °Скалки, в °СЛистыД16Д19490495495…505505…515Прессованные полуфабрикаты и плитыД16Д19490495495…503495…503Все виды полуфабрикатовД1АВАК2АК4, АК4-1АК6, АК6-1АК8ВД17Д20Д21314490505520500490495…510510…530510…520525…540505…525495…505525515530…540520…530Окончание табл.
61Марка сплаваВ93В95В96Д6Д23АД31АД33Температура началаДопустимый интеротсчета продолжитель- вал температуры заности нагрева, в °Скалки, в °С460465…475495465…473497…503520520…530Таблица 62Режимы искусственного старениядеформируемых алюминиевых сплавовМарка сплава –вид старения*Температурастарения, в °С**Продолжительностьстарения, в чВсе виды полуфабрикатовД1-ЕСД6-ЕСД16-ЕСД19-ЕСКомнатная96120-240Листы, прессованные полуфабрикатыД16-ИС185…195185…1957…96Все виды полуфабрикатовД20-ИС160…170200…22010…1612170…180180…190165…17516…1216Д23-ИСД21-ИСВД17-ИС315Окончание табл. 62Марка сплава –вид старения*АВ0ЕСАК6-ЕСАК8-ЕСАВ-ИСТемпературастарения, в °С**КомнатнаяПродолжительностьстарения, в ч96150…1658…15Прессованные прутки, штамповки, поковкиАК2-ИС150…170165…1804…156…16Все виды полуфабрикатовАК6-ИСАК6-1-ИСАК8-ИСАК4АК4-1-ИС150…1656…154…15165…180185…19510…168…12ЛистыВ95-ИС120…12524Прессованные полуфабрикаты, штамповкиВ95-ИСВ95-1-ИС135…14516Все виды полуфабрикатовВ96-ИСВ9395…105155…160115…125160…1704…58…934*ЕС – естественное старение; ИС – искусственное старение.Числитель – 1-я ступень (режим) старения; знаменатель – 2-яступень (режим) старения.**В зависимости от содержания компонентов, входящих в состав алюминиевого сплава (Mg, Cu, Ni, Zn и др.),применяют тотили иной режим термообработки.316Для термической обработки рекомендуют применять следующие режимы:Т4 – нагрев под закалку при 535 ± 5°С в течение 2...6 ч, охлаждение в воде с температурой 20...100°С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
