Поиск в базе сайта:
Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу \"Термическая и химико-термическая обработка металлов\" для студентов специальности 150501 Материаловедение в машиностроении icon

Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу "Термическая и химико-термическая обработка металлов" для студентов специальности 150501 Материаловедение в машиностроении




Скачать 494.96 Kb.
НазваниеМетодические указания по выполнению лабораторных работ по курсу "Термическая и химико-термическая обработка металлов" для студентов специальности 150501 Материаловедение в машиностроении
страница1/3
Дата конвертации23.03.2013
Вес494.96 Kb.
КатегорияМетодические указания
  1   2   3

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»


УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой ММС,

академик РАН

_____________ В.Е. Панин

“____”________2007 г.


Лабораторный практикум

Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу “Термическая и химико-термическая обработка металлов”

для студентов специальности 150501 — Материаловедение в машиностроении


Томск 2007

УДК 629

Лабораторный практикум: Метод. указ. по выполнению лаб. работ по курсу “Термическая и химико-термическая обработка металлов” для студентов специальности 150501 — Материаловедение в машиностроении

— Томск: Изд. ТПУ, 2007. - 35 с.


Составитель канд. техн. наук Е.В.Беликов

Рецензент к.ф.-м.н., доцент Б.С. Зенин


Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры ММС “___”________2007г.


Зав. кафедрой

академик РАН ______________ В. Е. Панин


©Томский политехнический университет

Лабораторная работа №1

Изучение макроструктуры деформированных сплавов

1. Цель работы

1.1. Изучение последствий обработки металлов давлением путем изучения макроструктуры деформированных сплавов. Уметь отличить деформированные структуры от литых структур разных сплавов.

1.2. Приобретение опыта проведения эксперимента и опыта подготовки образцов с макроструктурой к изучению.


2. Общая часть

Деформация металлов в холодном и горячем состоянии вызывает глубокие изменения в структуре последних и оказывает заметное влияние на физические, химические и механические свойства сплавов.

Наряду с формированием текстуры деформации (металлографической и кристаллографической) обработка давлением предопределяет «волокнистую» структуру сплавов, что имеет большое практическое значение.


2.1. Элементы структуры деформируемых сплавов

Неметаллические включения в стали (сульфиды, оксиды, шлаки), а также неоднородные по составу участки (ликвации) при обработке давлением частично дробятся, вытягиваются в направлении главных деформаций, образуя характерную продольную волокнистость или первичную полосчатость. Кроме того, в некоторых сталях в процессе вторичной кристаллизации вторичная фаза (феррит, карбиды) склонна кристаллизоваться вокруг вытянутых неметаллических включений, образуя так называемую вторичную полосчатость. Механические свойства таких сталей значительно различаются, они выше в образцах, вырезанных вдоль направления волокон и меньше в образцах с перпендикулярным направлением волокон.

При обработке таких сталей резанием волокна могут быть перерезаны, вследствие чего ударная вязкость оказывается пониженной и даже недостаточной для данного материала. Поэтому для деталей, работающих при высоких удельных нагрузках (особенно динамических) необходимо, чтобы волокна не перерезались, а распределялись по контуру детали или в направлении максимальных усилий. Примерами таких деталей могут быть коленчатые валы, клапаны двигателей внутреннего сгорания, зубчатые колёса, молотовые штампы, матрицы и пуансоны для холодной деформации металлов и другие. Такое предпочтительное волокнистое строение может быть достигнуто правильным выбором технологии ковки или штамповки. Для каждого вида стали разработана шкала карбидной неоднородности, которая оценивается баллами и является браковочным признаком при «входном» контроле качества металла, поступающего на машиностроительное предприятие. Сказанное выше, относится только к калиброванному прокату в отожженном состоянии. К горячекатаному металлу в виде поковок, цилиндрических штанг, труб, которые на предприятии будут проходить горячую механическую обработку и отжиг это не относится, так как окончательная структура материала будет формироваться в ходе выполнения горячей механической обработки.


2.2. Выявление макроструктуры сплава и его оценка

Волокнистое строение сплава может быть выявлено различными способами, но наиболее простым способом является травление макрошлифа специальным реактивом. По характеру рисунка травления можно определить не только направление волокон, но и способ изготовления исследуемой детали.

Волокна металла хорошо выявляются травлением специально подготовленного образца в реактиве следующего состава:

HCl = 85гр + H2SO4 и 53 гр на 1000 см3 воды

При необходимости можно выявить и распределение серы по поверхности макрошлифа. Это достигается путем снятия отпечатка по Бауману на фотобумагу, которая перед этим увлажняется обычной водой.

Д
ругая составляющая макроструктуры: карбиды, непластичные оксиды и другие хрупкие фазы сплава при деформациях (холодной и горячей) разрушаются и образуют полосы хрупких частиц: это так называемая «полосчатость», которая так же характеризует качество сталей и их склонность к разрушению при ударном нагружении. Наблюдается она только в легированных сталях, оценивается по баллам и является браковочным признаком при «входном» контроле металла, поступающего на машиностроительное предприятие.






3
. Порядок выполнения работы


Для выполнения работы необходимы образцы из сталей, подвергнутых горячей или холодной обработке давлением (протяжка, ковка, прокатка). Образец разрезается по выбранному сечению и проходит предварительную механическую обработку с целью получения плоской поверхности. Затем производится обработка шлифовальной шкуркой в двух взаимно перпендикулярных направлениях, т.е. проводят те же операции, как и при приготовлении шлифа за исключением полирования поверхности. Затем поверхность протирается спиртом и погружается на 40-50 секунд в раствор, состав которого определяется маркой стали. После травления образец промывается и просматривается визуально. Отчётливо видимый рисунок травления зарисовывается или фотографируется (макрофотография).


4.Требования к отчету

По окончанию работы составляется письменный отчет, в котором должно быть:

    • цель работы и задание;

    • краткое описание формирования структуры деформации;

    • описание методики проведения работы;

    • эскиз исследованной детали (образца);

    • рисунок (фотография) полученных фигур травления;

    • заключение о качестве металла и способе изготовления детали.


5. Разделы программы, которые необходимо знать при выполнении и сдаче лабораторной работы

1. Главные напряжения и главные деформации.

2. Процессы, происходящие в металлах при деформации.

3. Холодная и горячая деформации.

4. Два вида текстуры деформированного металла.

5. Особенности структуры деформированных металлов.


6. Список литературы

  1. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. М.: Металлургия.-1975.- с.420

  2. Суворов И.К. Обработка металлов давлением. М.: Высшая школа.-1973.-с.460.

  3. Гуляев А.П. Металловедение. М.-1978.-с.586.

  4. Громов Л.К. Обработка металлов давлением. М.:Металлургия.-1980.-436 с.


Лабораторная работа № 2

Особенности процесса закалки колец подшипников и контроль качества


1. Цель работы

Изучить производственный процесс закалки колец подшипников.

2.Материалы и оборудование: кольца подшипников 228/01 (наружное), массой 3371 гр., толщиной стенки 13,3 мм, электропечь с конвейерным подом типа К-170.


3. Контроль качества колец общего и специального назначения после закалки и отпуска

Твердость колец после закалки и отпуска должна соответствовать требованиям ГОСТ 520. значения твердости указываются в технологической карте. Контроль твердости осуществляется контролером на твердомере «Роквелл». Кольца для контроля ОТК предъявляет термист цеха. Нормы контроля твердости приведены в таблицах 2 и 3. микроструктура колец должна соответствовать 1-4 баллам шкалы 3 РТМВНИПП 155. величина балла определяется в зависимости от толщины стенки колец и приведена в таблице 1. для колец с толщиной стенки свыше 12 мм. на глубине более 3 мм, допускается наличие участков троостита, соответствующих 8 баллам и выше, по шкале 3. Величина избыточных карбидов не должна превышать 10 баллов по шкале 3. Остатки карбидной сетки в микроструктуре колец не должны превышать 3 балла шкалы 4 ГОСТ 801. Излом колец после нормальной закалки и отпуска должен соответствовать 1-3 баллам шкалы 4. Глубина полного или частичного обезуглероживания после закалки и отпуска на шлифуемых поверхностях определяется при контроле микроструктуры и не должна превышать половины припуска на шлифование. Последующая механическая обработка должна гарантировать отсутствие обезуглероженности на рабочих и монтажных поверхностях. Глубина обезуглероженного слоя на не шлифуемых поверхностях колец после закалки и отпуска с нагревом в защитной атмосфере не должна превышать 0.08 мм. При закалке без защитной атмосферы обезуглероженный слой на не шлифуемых поверхностях допускается до 0.2 мм. контроль на обезуглероживание производится металлографическим методом. Величина максимально допустимого обезуглероженного слоя для колец определяется по диаметру желоба и указывается в ведомости деталей. Кольца для оценки микроструктуры, излома, величины обезуглероженного слоя термист предъявляет в ОТК, нормы контроля предоставляются в таблице 2 и 3. Приготовление шлифов производится контролером на шлифовальном станке согласно РТМ ВНИПП 155. оценка микроструктуры производится с помощью микроскопа, результаты вносятся в журнал ОТК. Кольца после закалки и отпуска проходят проверку на наличие трещин контролером на установке магнито- люминесцентной дефектоскопии согласно ИВНИПП 008. Кольца предъявляет термист цеха. Трещины на кольцах не допускаются. При обнаружении поверхностных дефектов металлургического, термического или механического происхождения в процессе выборочного контроля колец после термической обработки, кольца подвергаются сплошному контролю ОТК цеха, ответственного за пропущенный брак. Грубая окалина на кольца не допускается.

Таблица 1

Толщина стенки

Величина балла структуры

До 6 мм

1-4

От 6 до8 мм

1-6

От 8 до 12 мм

1-7

Свыше 12 мм

1-7



Таблица 2

Средства и нормы контроля колец подшипников общего назначения,

при их термической обработке

Диаметр кольца, мм

Вид контроля

Нормы контроля после закалки, штук

Нормы контроля после отпуска, штук

Средства контроля

Ширина торца, 2 мм

Твердость


Микроструктура

Поверхностные дефекты

По 2 ежечасно

2 от партии


20 от партии

По 2 ежечасно

2 от партии


20 от партии

«Роквелл»


Микроскоп

Магнитный дефектоскоп

Ширина торца от 2 до 5 мм

Твердость


Микроструктура

Излом

Поверхностные дефекты

По 2 ежечасно

2 от партии

2 от партии

10 от партий


2 от партий


20 от партий

«Роквелл»


Микроскоп

Пресс

Магнитный дефектоскоп

50-125

Ширина торца более 5 мм

Твердость

Излом

Микроструктура

Поверхностные дефекты

2 от партии

2 от партии

2 от партии

15 от партии


2 от партии


20 от партии

«Роквелл»

Пресс

Микроскоп магнитный дефектоскоп

125-250

Твердость

Излом

Микроструктура

Поверхностные дефекты

овальность

2 от партии

1 от партии

1 от партии

2 от партии


1 от партии

10 от партии


3-5% от партии

«Роквелл»

Пресс

Микроскоп магнитный дефектоскоп

УД-1В, УД-2В, 312

250-400

Твердость

Излом

Микроструктура

Поверхностные дефекты

овальность

2 от партии

1 от партии

1 от партии

2 от партии


1 от партии

10 от партии


3-5% от партии

«Роквелл»

Пресс

Микроскоп магнитный дефектоскоп

Прибор 064

400-600

Твердость

Микроструктура

Поверхностные дефекты

овальность

2 от партии

1 от партии

5 от партии


1 от партии

5 от партии

3-5% от партии

«Роквелл»

Микроскоп магнитный дефектоскоп

Прибор 064

4. Экспериментальная часть

Кольца диаметром 228/01 (наружное), массой 3371 гр., толщиной стенки 13,3 мм., загружали в электропечь с конвейерным подом типа К-170 (рис.2). Кольца укладывали на конвейер печи по 2 кольца в ряд, расстояние между кольцами не менее 10 мм. Температура по зонам печи: в 1-ой зоне t=810˚С, во 2-ой зоне t=840˚С, в 3-ей зоне t=810˚С. Печь работает в автоматическом режиме. Время нагрева 55-60 минут, с учетом времени в Самосбрасывание таких колец в механизированный закалочный бак- не допускается. Для закалки кольца вынимаются через «форточку» в торцевой стенке печи стальным крючком и плавно опускаются в «карман» закалочной машины.

Охлаждение колец производится в индустриальном масле И12А, И20А ГОСТ20799 при температуре 30-60˚С, продолжительность 6-7 минут. Масло должно равномерно омывать поверхность изделия и находиться в движении, чтобы разрушать образовавшуюся пленку паров и усиливать теплоотдачу равномерно от всей поверхности. Перемещать кольца нужно так, чтобы не получалось завихрений, вследствие которых возможно образование мягких участков с задней стороны изделия.

Стабилизирующее охлаждение производится в моечной машине типа МКП 10.20 в 0,2-0,8% водного раствора Na2 CO3 при температуре 12-25˚С, продолжительность охлаждения 6-8 минут. Отпуск колец производится на конвейерной печи К-135 . Укладка колец на конвейер по 2 кольца по высоте. Нагрев деталей при t= 165-175˚С в течении 4,5-5 часов. Охлаждение происходит на воздухе.

Результаты охлаждения закаливаемого изделия зависят, во-первых, от скорости отвода теплоты, во-вторых, от способности данной стали закаливаться на большую или меньшую твердость и глубину. Последнее, является свойством самой стали, и зависит от ее состава, исходной структуры, величины зерна и т.д. Поэтому для крупногабаритных изделий стандартом предусмотрена сталь ШХ15СГ с повышенным содержанием марганца (0,9-1,2%) и отчасти кремния, прокаливаемость которой значительно больше чем у стали ШХ15. На современных заводах прокаливаемость сталей, для изготовления крупно габаритных подшипников увеличивают за счет увеличения содержания хрома до 1,7-1,9% и молибдена до 0,25-0,35%.

Главная роль процесса закалки отводится превращению аустенита в мартенсит. Данный вид метаморфоз протекает без изменения концентрации твердого раствора и в отличие от перлитного и игольчато-трооститного превращений является бездифузионным. Механизм мартенситного превращения состоит в закономерной перестройке решетки, при которой соседние атомы смещаются относительно друг друга на малые расстояния, составляющие доли межатомных расстояний. Образующаяся при этом фаза имеет новую решетку, закономерно ориентированную относительно старой. Превращение начинается при температуре вполне определенной для аустенита данного состава. Эта температура называется мартенситной точкой. Результаты закалки зависят от температуры и от скорости охлаждения в интервале мартенситного превращения (20-60˚С).

Твердость после закалки, согласно документации, должна составлять 64НRC, в нашем случае 63HRC, после отпуска 60HRC, в нашем случае 62HRC.

В целях увеличения равномерности и скорости охлаждения, а так же снижения закалочных деформаций, практика применяет «закалочные машины». Это приспособления, задающие деталям вращательные движения в процессе охлаждения, что способствует повышению качества закаляемых изделий. Наиболее хорошие результаты получаются при использовании «валковых» закалочных устройств.

В подшипниковой промышленности широкое распространение получили 2-х валковые установки.


По ходу работы требовалось определить фактическое потребление тепловой мощности и ее КПД.

Определим потребляемую мощность печи




1-я зона

2-я зона

3-я зона

T,˚C

800-810

840

810

I, A

70

60

97

Раб.- τ, мин.

8

7

звездочка

Нераб.-τ,мин.

соединение


Определим напряжение в каждой из зон:


U1=380/167=2,27 U2=380/117=3,24 U3=380/107=3,5

Потребляемая мощность печи:

1-я зона: N1= (3^1/2)*I1*U1 = 1,732*70*2,27 = 275,2 Вт

2-я зона: N2= (3^1/2)*I2*U2 = 1,732*60*3,24 = 336,7 Вт

3-я зона: N3= (3^1/2)*I3*U3 = 1,732*97*3,5 = 588 Вт


Фактическая потребляемая мощность


1-я зона 2-я зона

Полное время 15 мин – 100%

Рабочее время 8 мин – Х

Х – 53.3%

N - 146,6 Вт 179,46 Вт


Количество эл.энергии:

τ= 55-60 мин

R = 400 Oм

3-я зона: Q = 0.24*I^2*R*τ = 0.24*97^2*400*1 = 903.2 ккал

Определим производительность печи по металлу:

Мкольца = 3.371 кг

Кладка: 2*52 = 104 кольца


Р = (m*n)/τ = (3.371*104)/1 = 350 кг/ч


Выводы: в ходе лабораторной работы мы изучили производственный процесс закалки колец подшипников в электропечи с конвейерным подом типа К- 170 и измерили твердость закаленной детали – 63HRC.

Лабораторная работа №3

Светлая закалка деталей подшипников на закалочно-отпускном агрегате


Цель работы: Изучить особенности техники и технологии термической обработки деталей при использовании защитных эндогазовых атмосфер в условиях промышленного производства.


Общие положения технологии термической обработки хромистых сталей

Малолегированные хромистые стали при нагреве не защищены от газовой коррозии под влиянием высоких температур. Образующаяся окалина на поверхности деталей является помехой для дальнейших операций обработки деталей, что в конечном итоге приводит к удорожанию выпускаемой продукции. Оптимальным вариантом решения этой проблемы является заполнение рабочего пространства нагревательных печей защитным газом определенного состава – эндогазовой защитной атмосферой. При условии, что эта атмосфера обладает определенным углеродным потенциалом и состав ее не меняется во времени, окислы на поверхности нагревательных деталей образовываться не будут. Это дает возможность снизить припуски на механическую обработку деталей, что существенно понизит стоимость обработки и себестоимость изделия в целом. Защитные атмосферы в условиях производства готовят с специальных генераторах из углеводородных газов путем их неполного сжигания в смеси с воздухом. Реакции горения газа в таких условиях могут протекать только при дополнительном подогреве реакционного пространства (реторты) электрическими нагревателями до температур 11000С.

Нагревательное оборудование для термической обработки имеет большую установочную мощность, что диктуется многими промышленными факторами. Такими как экономия производственных площадей, снижением потерь энергии, сокращением машинного времени процессов нагрева. Однако, увеличение удельной мощности оборудования нагрева соглашается с возможностями установки длинных нагревателей на ограниченных площадях стенок печей (не хватает места). По закону Ома сила тока (I,А), напряжение питания нагревателя (U,В) и омическое сопротивление нагревателя (R,Ом) связаны известной зависимостью U=IR и её производными. Кроме того существуют критерии материала нагревателей, задающих предельную удельную нагрузку на 1 мм2 поверхности нагревателя (ρуд Ватт). Таким образом, ток в нагревателе должен быть ограничен его омическим сопротивлением. Отдаваемая тепловая мощность нагревателя описывается формулой:

Q=0,24 I2 R (Ватт) или Q=0,96 I2 R (Дж), из которой ясно, что тепловая мощность определяется силой тока (А) в нагревателе.

Из физики известно, что сила тока и напряжения увязаны законами мощности электрической цепи: Nц=IUК, где К –коэффициент учитывающий схему соединения элементов электрической цепи (треугольник, звезда, последовательное). Кроме того существуют законы трансформации напряжения и для этого используют трансформаторы с помощью которых можно изменять напряжение цепи, питающих нагреватели термических печей. Таким образом, в мощных электропечах удается оптимизировать все технические параметры и получить максимальную тепловую мощность. Но для этого нужно чтобы нагреватели печи питались пониженным напряжением от печных трансформаторов. Такие печи называют печами косвенного включения в промышленные электрические линии электропитания.

В настоящей работе печные трансформаторы установлены для питания мощной электропечи ОКБ-134 с установочной мощностью 150 кВт. Мощность распределена по зонам печи 70 кВт- I зона; 5-кВт – II зона; 30 кВт – Ш зона. Напряжение питания на нагревателях – пониженное и составляет соответственно: 167 В- I зона; 117 В - I зона; 107 В - Ш зона. Можно вычислить и рабочие токи на нагревателях по формулам мощности электрической цепи и это входит в задачу данной работы. Следует отметить, что печные трансформаторы увеличивают расход электроэнергии, так как коэффициент полезного действия их составляет 0,70…0,75, но без них печи таких больших удельных мощностей создать пока не удается.

Химический состав эндогазовых атмосфер контролируется специальными газоанализаторами и обычно содержат: 22-24%СО; 20-24%Н2; 0,5-0,7% СО2; 0,3-0,5% Н2О и остальное N2. Такой газ должен непрерывно заполнять печное пространство и создавать там некоторое положительное давление, что бы избежать проникновение воздуха в это же рабочее пространство. Это ведет к большому расходу газа в м3/час и к непрерывному его воспроизводству. На выходе из печи газ должен сгорать полностью и продукты сгорания не должны содержать ядовитых компонентов. В условиях промышленного производства для выработки эндогаза является метан СН4 или природный газ с небольшими примесями других углеводородов.

Выполнение лабораторной работы:

Работа выполняется в условиях действующего промышленного участка термической обработки предприятия АО «Ролтом». В ходе работы студенты должны выполнить следующий объем измерений и расчетов.

  1. Составить эскизный чертеж автоматической закалочной печи с пульсирующим подом.

  2. Составить схему эндогазового генератора и замерить его параметры работы:

- температуру в зоне горения газов;

- количество подаваемого газа и воздуха в единицу времени.

  1. Потребляемую электрическую мощность газогенератора ЭН-60.

  2. Расход защитного газа в печи нагрева под закалку.

  3. Замерить и рассчитать технические параметры технологии термической обработки, а именно: установочную мощность печи, потребляемую мощность кВт, удельный расход электроэнергии закалочного агрегата, технологические параметры закалки, а так же способы и методы текущего контроля качества термообработки, согласно технологической карты.


Требования к составлению отчета

В отчете должны быть приведены схемы и эскизы основного и дополнительного оборудования (схема эндогенератора, эскиз закалочной печи), приведены расчеты параметров процесса производства эндогаза и параметров процесса закалки.

Необходимо сделать выводы о практической целесообразности применения защитных атмосфер в условиях производства.

Отчет защищается индивидуально, по результатам защиты выставляется оценка, влияющая на экзаменационную оценку по курсу «Термическая и химико-термическая обработка металлов и сплавов».


Контрольные вопросы

  1. Чем отличаются эндогазовые и экзогазовые атмосферы и где они должны применяться?

  2. Что называют углеродным потенциалом атмосферы?

  3. Как можно рассчитать коэффициент полезного действия электрической печи типа ОКБ-134?

  4. Какие требования предъявляются к закаленным деталям шарикоподшипников?

  5. Что Вы можете сказать о температурном интервале мартенситного превращения шарикоподшипниковых сталей.

  6. Что дает для практики нагрев деталей в защитном газе?


Литература

  1. Гуляев А.П. Термическая обработка стали. М.-1960

  2. Раузин Я.Р. Термическая обработка хромистых сталей. М.: Машиностроение .- 1978.-342с.

  3. Гуляев А.П. Металловедение. 1986.-646с.


Лабораторная работа №4

Изучение процесса газовой цементации на автоматизированном агрегате термической обработке фирмы «Eichelen»


Цель работы: Изучить технику и технологию процесса газовой цементации промышленного агрегата, работающего на газовом топливе и газовом карбюризаторе, который вырабатывается из природного газа метана.

Краткие сведения о газовой цементации на промышленном оборудовании

Агрегат «Eichelen» работает на природном газе СН4 как источнике тепловой энергии от сжигания метана в радиантных трубчатых нагревателях. Количество газа и воздуха при этом строго контролируется с помощью ротаметров, которые установлены на боковых панелях оборудования. Сам активный процесс насыщения поверхности деталей углеродом – цементация, протекает в специальной реакционной камере, которая входит в состав агрегата. Тип агрегата – толкательный, т.е. детали на специальных поддонах проталкиваются по технологическому пространству через определенные промежутки времени (20…40 минут). Темп толкания устанавливается технологом при составлении программы процесса. Работой агрегата управляет микропроцессор, основные команды которого высвечиваются на специальной схеме агрегата. Полное техническое название агрегата «Eichelen» - Цементационно-закалочно-отпускной агрегат замкнутого цикла с программным управлением. В составе агрегата, помимо цементационной камеры, имеется электрическая проходная печь, где производится «подстуживание» изделий, выравнивание их температуры до заданного технологией уровня и последующей закалки в масляном баке с вертикальным лифтом. Работой всего комплекса устройств управляет все тот же микропроцессор по программе разработанной технологом-термистом. Так как линейное расположение агрегата с инженерной точки зрения невыгодно, оборудование агрегата размещают в виде буквы «П», что экономит, и площади цеха и делает удобным обслуживание агрегата, так как в этом случае и загрузка и выгрузка деталей по окончании процесса производятся с одной стороны и хорошо контролируется оператором. Установка приготовления газового карбюризатора «Карбмаш» представляет собой отдельный функциональный блок, где протекают реакции неполного сжигания метана и с образованием эндотермического газа с определенным углеродным потенциалом. Величина этого потенциала определяется составом стали из которой изготовлены подлежащие цементации изделия. Это самый важный блок всего агрегата, так как при выработке «бедного» газового карбюризатора процесс насыщения углеродом поверхности будет невозможен. Данные о химическом составе газового карбюризатора так же поступают в компьютер агрегата и высвечиваются на приборной панели щита управления. Величину углеродной потенциала карбюризатора можно изменять по ходу процесса и это может делать оператор по своему усмотрению, основываясь на показаниях приборов технологического контроля.


Выполнение лабораторной работы

Работа начинается с изучения устройства «Eichelen» и составления его схемы, аналогично той, что имеется на контрольных панелях.

Затем в один из поддонов с деталями студенты устанавливают заготовленные на кафедре образцы из цементуемых сталей (сталь 20, 15, 08 КП, 10 КП и др.). На боковую стенку поддона крепят пластинку – метку с выбитым номером, чтобы заметить поддон после его выгрузки.

По окончании процесса отмечают время входа поддона в первую камеру агрегата и рассчитывают время процесса.

По приборам теплового и газового контроля составляют рабочую технологию, по которой будет обрабатываться образец или образцы (не менее 3-х), если все 3 студенческие подгруппы воспользуются одним поддоном.

Так как агрегат вмещает 48 поддонов от входа до выхода то полное время процесса будет около 24 часов. По истечении этого времени образцы будут зацементированы, закалены, отпущены, промыты и высушены в специальной сушильной печи. Их можно будет получить у технолога цеха через сутки.

Полученные образцы должны быть исследованы на соответствующие параметры в лабораториях кафедры (глубина слоя цементации, твердость HRC слоя, структуру закаленного слоя и его переходной зоны).

По всем полученным результатам составляется отчет.


Требования к составлению отчета

В отчете следует отразить назначение агрегата.

  1. Виды деталей, которые проходят обработку по заводской маршрутной технологии (стволы, шестерни).

  2. Привести схему агрегата и описать работу его отдельных узлов и блоков.

  3. Привести все технологические параметры (t0, углеродный потенциал.)

  4. Указать время перемещения деталей по технологическим блокам и камерам агрегата. Рассчитать и проверить по приборам учета расхода газа (Нм3/час агрегатом в целом, указать расход эл.энергии электропечи агрегата и определить ее кпд).

  5. Привести данные по результатам цементации образца. Приложить к отчету или копию цифровой фотографии структуры или её рисунок в карандаше.

Указать Ф.И.О. исполнителей работы и проставить дату и свои подписи на последней странице.


Контрольные вопросы

  1. Назначение цементации в технике.

  2. Требования к составу и свойствам газового карбюризатора.

  3. Каким образом контролируется состав газового карбюризатора на агрегате «Eichelen».

  4. Указать недостатки и достоинства непрерывных процессов химико-термической обработки.

  5. Какие конкурентно-способные варианты можно предложить при проектировании конкретных технологий?

Лабораторная работа №5

Термическая обработка углеродистых и малолегированных

хромистых сталей

  1   2   3

Похожие:




©fs.nashaucheba.ru НашаУчеба.РУ
При копировании материала укажите ссылку.
свазаться с администрацией