Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Режимы термической обработки некоторых углеродистых и легированных сталей
Продолжение табл. 8.2
•' Приняты следующие обозначения: 3 — закалка, 31 — закалка пер' вая, 311 — закалка вторая, Н — нормализация, Ов — отпуск высокий, Он — отпуск низкий. Ос — отпуск средний. От — отжиг. •' Твердость после нормализации, отжига или отпуска. •' Твердость после закалки и низкого или среднего отпуска. рекомендуются специальные режимы термообработки (табл. 8.3). 8.5. Химико-термическая обработка сталей Химико-термической обработкой называют процесс, сочетающий термическое и химическое воздействие на поверхностный слой стальных деталей с целью увеличения твердости и прочности этого слоя при сохранении мягкой сердцевины детали. Применяют химико-термическую обработку для повышения износостойкости деталей, работающих в условиях трения. Из многих видов химико-термической обработки в кузницах не машиностроительных предприятий обычно применяют цементацию и цианирова-ние. Таблица 8.3
Пружина
* Для стали 55С2 закалочной средой может быть и вода. Цементация состоит в диффузионном насыщении углеродом поверхностных слоев деталей, изготовленных из мягкой и вязкой углеродистой или легированной стали с содержанием углерода меньше 0, 25%, которые по характеру использования должны иметь твердые наружные слои и вязкую сердцевину. Например, зубчатые колеса, червяки червячных передач, поршневые пальцы, ролики подшипников качения, трущиеся о землю детали сельскохозяйственных машин и др. В основном цементации подвергают следующие марки стали: 10, 15, 20, 25, 15Г, 20Г, 15Х, 20Х3, 15ХГ, 18ХГМ, 12ХМ, 15НМ, 20НМ, 20ХН, 12Х2Н4, 20Х2Н4- Науглероживание наружного слоя происходит при нагреве готовых деталей в материалах, легко отдающих 171 Таблица 8.4 Составы заводских карбюризаторов
углерод, которые называют карбюризаторами. При этом сталь нужно нагревать до температуры выше линии SG (см. рис. 8.2). Карбюризаторы могут быть твердыми, жидкими и газообразными. В кузницах не машиностроительных предприятий возможно применение цементации в твердых карбюризаторах, как наиболее простом способе. Цементация твердым карбюризатором состоит в размещении детали в этом карбюризаторе, нагреве до температуры 920...950°С, выдержке при этой температуре и охлаждении с карбюризатором без доступа воздуха. В результате наружные слои детали насыщаются углеродом до 0, 8...1, 0% на глубину 0, 5...2, 4 мм. Твердые заводские карбюризаторы представляют собой твердую смесь, содержащую от двух до шести элементов (табл. 8.4). В кузницах же можно приготовить заменители карбюризаторов, при использовании которых получают качество цементации не хуже, чем заводскими карбюризаторами. Составы заменителей карбюризаторов могут быть следующими. Первый — торф с влажностью не более 10%, измельченный и просеянный через сито. Второй — опилки различных древесных пород (лучше березовые или дубовые). Третий — опилки твердых пород дерева 92...95% и кальцинированная сода 5...8%. 178', Рис. 8.4. Ящик для химико-термической обработки деталей: 1 — крышка; 2 — глиняная обмазка; 3 — цементационная смесь; 4 — «свидетель»; 5 — цементуемые детали; 6 — ящик; 7 — песок Четвертый — подсолнечная шелуха 95% и кальцинированная сода 5%. Опилки и шелуху следует хорошо просушить. Карбюризаторы можно применять повторно с добавлением к ним 25...30% свежего карбюризатора. Процесс цементации в твердом карбюризаторе выполняется следующим образом. Детали, подлежащие цементации, промывают в керосине, бензине или 5%-ном растворе каустической соды и укладывают рядами в стальной цементационный ящик (рис. 8.4, а). Одновременно с деталями в этот ящик укладывают два прутка диаметром 10. -.20 мм из одинаковой с деталями стали, так чтобы концы их выходили наружу, а один пруток кладут ниже деталей на 10... 15 мм. Эти прутки называют «свидетелями» и применяют их для контроля процесса цементации. Между рядами деталей и «свидетелями» насыпают карбюризатор и утрамбовывают. Ящик закрывают стальной крышкой и щели замазывают замазкой, состоящей из двух частей огнеупорной глины и одной части речного песка, разведенных водой до тестообразного состояния. Подготовленный таким образом ящик устанавливают в (печь или горн, засыпают коксом (углем) и разводят огонь. Температура нагрева ящика и деталей должна быть не менее 900...950°С, потому что при 880 °С цементирующая способность опилок уменьшается, а при 820 °С происходит обратный процесс — выделение углерода из стали. Продолжительность выдержки при температуре 900......950°С зависит от желаемой глубины цементационного слоя и может быть следующей: Глубина слоя, мм...... 0, 4... 0, 7 0, 6... 0, 9 0, 8...1, 2 Продолжительность выдержки, ч............ 4, 0... 5, 0 5, 5... 6, 5 6, 2... 10 Глубина слоя, мм...... 1, 2... 1, 6 1, 6...2, 0 2, 0... 2, 4 Продолжительность выдержки, ч............ 10... 1, 4 14... 19 19... 24 Время нагрева ящика и деталей до температуры цементации (2...4 ч) не учитывается. Отсчет времени выдержки начинают с момента нагрева ящика и деталей до температуры 900 °С. Глубину цементации определяют по пруткам — «свидетелям». Ко времени предполагаемого конца цементации прутки по очереди вынимают из ящика и вакаливают в воде. На прутке по излому определяют глубину цементационного слоя, отличающегося от сердцевины более светлой окраской и более мелким зерном. По Прутку, уложенному ниже деталей, определяют окончательную ширину цементированного слоя в деталях. После достаточной выдержки ящик с деталями и карбюризатором охлаждают на воздухе, не нарушая замазки, Затем детали вынимают из ящика, закаливают и подвергают низкому отпуску. Температура закалки—800......830°С, отпуска— 160...200°С. Поверхность правильно цементированной детали должна иметь матово-серебристый цвет. Наличие цветов побежалости или окалины указывает на некачественность цементации. Чтобы не замазывать глиной соединение ящика с крышкой, для цементации можно применять ящик с песочным затвором (рис. 8.4, б). Детали в него укладывают так же, как показано на рис. 8.4, а. Места деталей, которые не требуется цементировать, омедняют или покрывают слоем огнеупорной смеси, например, состоящей из следующих компонентов; первая смесь—огнеупорная глина с 5...10%-ной примесью извести или асбеста; вторая смесь — 30% огнеупорной глины^ 20% песка и 50% измельченной до порошка окалины., Цианирование состоит в одновременном насыщении поверхностных слоев деталей углеродом и азотом. При этом стойкость деталей против истирания увеличивается еще в большей степени, чем после цементации. Наиболее простой способ цианирования мелких деталей (болтов, гаек, губок ключей и плоскогубцев, измерительного инструмента, напильников и др.) состоит в следующем. Деталь нагревают в печи или горне до температуры 780...850 " С. После некоторой выдержки при этой температуре деталь вынимают из печи или горна и места, подлежащие цианированию, равномерно со всех сторон посыпают порошком синькалн [гексацианоферрат (II) калия 3-вод- ный1 или кровяной соли. Деталь снова нагревают, да температуры 800...850°С для расплавления порошки, Повторение этой операции несколько раз обеспечивает насыщение поверхности стали азотом и углеродом на глубину до 0, 2 мм. После этого детали закаливают и подвергают низкому отпуску. Твердость поверхности детали после цианирования получается такой, что напильник по ней будет скользить. Для более глубокого цианирования используют пасту следующего состава: 40% голландской сажи или торфяного кокса (малосернистого), 15% углекислого бария, 20% углекислого натрия, 20% синькали и 5% песка. Все компоненты разводят в 15%-ном водном растворе технической патоки или канцелярского клея до густоты, какую имеют краски. Пасту наносят на детали слоем З...4мм для получения глубины цианированного слоя I...1, 5 мм. Детали загружают в пустые цементационные ящики с песочным затвором (рис. 8.4, б), нагревают их до температуры. 920...930°С, выдерживают 1...1, 5ч, охлаждают, закаливают и подвергают низкому отпуску. Для цианирования инструментальной и быстрорежущей сталей применяют пасту, состоящую из 50% порошка древесного угля, 25% соды и 25% синькали, которые разводят в 15%-ном водном растворе патоки. Пасту намазывают, на инструмент слоем б...8 мм. После просушки слоя пасты инструмент укладывают в цементационный ящик (рис. 8.4, б), пересыпая детали чугунной стружкой, нагревают до температуры 780...820°С, выдерживают при этой температуре 2...3 ч, охлаждают, закаливают и подвергают низкому отпуску. Инструменты из быстрорежущей стали могут быть подвергнуты низкотемпературному цианированию в газовой, жидкой или твердой стредах. Твердая среда состоит из 60...80% древесного угля с зерном 3...6 мм и 40...20% желтой кровяной соли 1гексацианоферрат (II) калия!. измельченной в порошок. Инструменты укладывают в ящик, пересыпая их цианирующей смесью, нагревают до температуры 550... 560 °С, выдерживают l..-Зч в зависимости от толщины инструмента и охлаждают ящик вместе с инструментом до температуры 200...100°С. Однако применение жидкой и газообразной сред требует ср& -циального оборудования и в кузницах применять их сложно. Режим химико-термической обработки некоторых ста- лей и твердость их после такой обработки приведены Bj табл. 8.5. Таблица 8.5 Твердость некоторых сталей после химико-термической обработки
Примечание. Ц— цементация, Цнр — цианирование, остальные, как в табл. 8.3.
|