Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі «Talap» коммерциялық емес акционерлік қоғамы
жүктеу/скачать 9,8 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1.2.1 Термиялық өңдеуге арналған жабдықтар мен аспаптар
| Бақылау сұрақтары
Металды термиялық өңдеудің мақсатын түсіндіріңіз. Металды термиялық өңдеу параметрлері қандай? Материалды термиялық өңдеудің үш бағытының мәнін түсіндіріңіз. Материалды қалыпқа келтіру процесінің және кристалдану процестерінің мәнін түсіндіріңіз. Металдарды химиялық-термиялық өңдеудің мәнін түсіндіріңіз? Химиялық-термиялық өңдеудің жалпы түрлерін атаңыз. 1.2.1 Термиялық өңдеуге арналған жабдықтар мен аспаптар Термиялық өңдеуге арналған негізгі жабдыққа пештер, жылыту қондырғылары және салқындату құрылғылары кіреді. Жылу көзі бойынша пештер электр және отын (газ және сирек мазут) болып бөлінеді. Қыздырған кезде Болат бөліктерінің тотығуын және көміртексізденуін болдырмау үшін қазіргі жылу пештерінің жұмыс кеңістігі арнайы қорғаныс газ құралдарымен толтырылады немесе жылыту камерасы вакуумдалады. Машиналар мен құрылғылардың ұсақ бөлшектерін термиялық өңдеу кезінде өнімділікті арттыру үшін жоғары жылдамдықты қыздыру қолданылады, яғни бөлшектер түпкілікті қыздырылған пешке жүктеледі. Қыздыру кезінде пайда болатын бөлшектердегі уақытша жылу кернеулері жарықтар мен деформацияны тудырмайды. Сурет 1.2- Механикаландырылған камералы электр пеші Ірі габаритті бөлшектер (илемдеу біліктері, біліктер және корпустық бөлшектер) үшін жылдам қыздыру қауіпті, мұндай бөлшектерді қыздыру баяу (пешпен бірге) немесе сатылы жүргізіледі. Кейде тез қыздыру балқытылған тұзы бар ванналарда (бұрғылар, шүмектер және басқа да ұсақ құралдар) жасалады. Машина жасау зауыттарында механикалық пештер (1.2сурет) және автоматтандырылған қондырғылар термиялық өңдеу үшін қолданылады. Механикаландырылған электр пеші табандыққа салынатын қалыптарды немесе ұсақ бөлшектерді сөндіруге арналған. Қыздыру және сөндіру камерасы қатайтылған бөлшектерді тотығудан және көміртексізденуден қорғайтын қорғаныс атмосферасымен (азот, көміртегі тотығы немесе көмірқышқыл газы) толтырылады. 6 тізбекті механизмнің көмегімен бағыттаушы роликтер бойымен бөлшектері бар паллет 1 қыздыру камерасына ауыстырылады. Бірдей тізбекті механизммен қыздырғаннан және ұстағаннан кейін, паллет 2 қатайтқыш камерасына ауысады және 3 үстелмен бірге қатайтатын сұйықтыққа (май немесе су) батырылады. Салқындағаннан кейін үстел пневмомеханизммен көтеріліп, науа пештен шығарылады. Бөлшектер 5 электр жылытқыштарының сәулеленуі және конвективті жылу алмасу нәтижесінде қызады. Қыздыру камерасында және қатайтатын резервуарда орнатылған 4 желдеткіштері жылу беруді күшейтуге және бөлшектерді біркелкі жылытуға және салқындатуға арналған. Механикаландырылған және автоматтандырылған қондырғыларда бөлшектерді термиялық өңдеудің барлық циклы жүзеге асырылады, мысалы, қатайту және босату. Мұндай қондырғылар механикаландырылған қыздыру пештері мен сөндіргіш резервуарлардан, жуғыш машиналардан және конвейер түріндегі көлік құрылғыларынан тұрады. Бөлшектерді беттік жылыту жұмсақ өзекті сақтай отырып, сыртқы қабаттардың жоғары қаттылығын алу қажет болған кезде жасалады. Көбінесе машинаның ысқылайтын бөліктерінің сыртқы қабаты қатаяды. Бетті қатайтудың ең жақсы әдісі-жоғары жиілікті токтармен (ЖЖТ) қыздыратын арнайы қондырғыларда қатайту. Кеңестік өнертапқыш ғалым В.Г. Волошкевич қатаюдың бұл әдісін жасады. Өңдеу әдісі ауыспалы магнит өрісіне орналастырылған металл дайындамада металды қыздыруға әкелетін құйынды токтар пайда болатын құбылысқа негізделген. Әдетте, өндірілген жиіліктердің диапазоны 50-ден 15000 Гц-ке дейінгі шам (106 Гц-тен жоғары) немесе машина қолданылады. Бөлшектерді қыздырудың бұл әдісі өте тиімді, оны толығымен автоматтандыруға болады және кең көлемді өндіріс кезінде қатайтылған өнімдердің тұрақты жоғары сапасын алуға мүмкіндік береді, олардың минималды сынуы және бетінің тотығуы. Ток жиілігінің жоғарылауымен сыну әсері артады: бөліктің сыртқы қабаттарындағы ток тығыздығы өзекке қарағанда бірнеше есе көп. 1.3-сурет Бөлшектің қатайту кезіндегі индуктор мен спейнердің өзара орналасу сызбасы: 1-білікше; 2-индуктор; 3спрейер Нәтижесінде барлық жылу энергиясы беткі қабатта шығарылады және оның жылынуына әкеледі. ЖЖТ 1 бөлігін қыздыру 2 индукторымен жүзеге асырылады. Егер бөліктің ұзындығы аз болса, онда оның бүкіл бетін бір уақытта қыздыру температурасына дейін қыздыруға болады. Ұзын бөліктер тұрақты индукторға қатысты есептелген жылдамдықпен қозғалу арқылы дәйекті түрде қызады. Жылыту кезінде салқындату әдетте 3 спрейер түтігі арқылы берілетін сумен жүзеге асырылады (1.3 суретті қараңыз) сақинаға бүгілген және бөлікке қатысты индукторға ұқсас су шашатын тесіктері бар. Индукторда қыздырылған бөліктің немесе бүкіл өнімнің бөлігі қозғалады, ол спрейердің қуысынан өтеді, онда ол салқындатылады. ЖЖТ бетінің қатаюының артықшылығы, сондай-ақ бетті қатайтудың көптеген әдістері (беткі қабатты химиялық-термиялық өңдеу, илектеу) бөлшектердің беткі қабаттарында айтарлықтай қысу кернеулері пайда болатындығында. Қатаюдың әдеттегі әдістерімен салыстырғанда, ЖЖТ металл бетінің қаттылығын 2 ... 4 бірлікке арттыруға мүмкіндік береді.HRС (мұндағы HR – металдың қаттылығы, С – кгс-дағы сынақ жүктемесі.), ал тісті тістерді қатайту үшін бүкіл редукторды жылыту қажет емес. Қазіргі уақытта жоғары концентрацияланған энергия көздері (электронды және лазерлік сәулелер) кейбір бөлшектерді термиялық өңдеу үшін қолданылады. Бөлшектердің бетін жергілікті жылыту үшін импульсті электронды сәулелер мен лазер сәулелерін қолдану құралдардың жұмыс жиектерін және Корпус бөліктерінің қатты тозатын жерлерін қатайтуға мүмкіндік береді. Кейде жұқа беткі қабат ерітіліп, тез салқындату нәтижесінде ұсақ түйіршікті немесе аморфты құрылым алынады. Жоғары концентрацияланған энергияны пайдалану арқылы қатайту кезінде салқындату ортасы қажет емес, себебі жылу бөлігінің суық массасына жылу беру нәтижесінде жергілікті қыздырылған металл бетінің қабаттары өте тез салқындатылады. Электр доғасының әсерінен термиялық өңдеудің әртүрлі түрлерінен өткен металл бөліктері әрдайым жік пен жылу әсер ету аймағынан (ТӘА) тұратын дәнекерленген қосылыста болады. Мұнда әр сайт өзінің термиялық өңдеуін алады. Дәнекерленгеннен кейін дәнекерленген қосылыстың механикалық қасиеттерінің өзгеру дәрежесін анықтау үшін олар алынған қосылыстардың қаттылық күйін және иілгіштігін (тігіс+ТӘА) өлшеуге жүгінеді. Қаттылық-бұл материалдың пластикалық деформацияға қарсы тұру қасиеті. Қаттылық тұрғысынан дәнекерленген қосылыстың барлық аймақтарының беріктігі мен икемділігін бағалауға болады. Қаттылық қатты өлшегіштермен өлшенеді. 1.4-сурет – Роквелл және Виккерс әдісі бойынша портативті қаттылық өлшеуіш құрылғы Equotip 550: 1- процессор; 2-индентор; 3- біріктіруші сым; 4- инденторды бекітуге арналған тұтқа; 5- индентордың тегіс тірегі Металдардың қаттылығын анықтау үшін ең көп таралған әдіс-болат шар тәрізді (Бринелл және Роквелл әдістері), пирамида тәрізді Гауһар (Виккерс әдісі) немесе дөңгелек шыңы бар Гауһар (сонымен қатар Роквелл әдісі). сынақ үлгісі. 4 тұтқасына салынған қысым тұтқасын пайдаланып, металда із қалдыратын серіппелі механизм іске қосылады. Компьютер контур өлшемдерін сканерлейді және мониторда сыналатын металдың талшықтарындағы қаттылықтың сандық мәндері мен кернеу шамасы көрсетіледі (1.4-суретті қараңыз).Бүгінгі күні қолданылатын қаттылықты өлшеу әдістерін статикалық, динамикалық және ультра-дыбыстық деп бөлуге болады. Статикалық қатты өлшегіштерде жүктеменің қолдану уақыты бірнеше секундтан минутқа дейін, қаттылық алынған басып шығару өлшемімен анықталады. 1.5-сурет – Болат шарды әр түрлі тереңдікке - a,б,в және алмаз пішінді пирамиданы – г сыналушы үлгіге басып енгізу Динамикалық әдістермен қаттылық құлаған соққының биіктігімен немесе жылдамдығымен анықталады. Сонымен қатар, ультрадыбыстық қаттылықты өлшеуге болады, онда жоғары жиіліктегі тербелмелі штанганың статикалық жүктелуі индентормен жүреді, ал қаттылық тербеліс жиілігінің өзгеруімен өлшенеді. Роквелл (американдық ғалым) әдісімен қаттылықты анықтайтын 11 негізгі шкала бар. Олардың ішінде ең көп қолданылатыны – сәйкесінше 60, 100 және 150 кгс (HRa, HRв, HRс) сынақ жүктемесі бар А, В және С шкалалары. 120 ° бұрышы бар алмас конусы (1.5 - сурет,г, жүктеме 60,150 кг) - "А және С" шкаласы үшін. Шарик (1.5, а, б, с суретін қараңыз). диаметрі 1/16 дюйм вольфрам карбиді (немесе қатайтылған Болат, жүктеме 100 кг). Алмаз конусымен сынау кезінде енгізудің шекті тереңдігі 0,2 мм, шар - 0,26 мм құрайды. Айта кету керек, материал неғұрлым қиын болса, оған ұштың ену тереңдігі соғұрлым аз болады. Термиялық металдың температурасын анықтайтын келесі құралдаржылу сезгіш элементтер. Жылу сезгіш элементтің жұмыс принципі термоэлектрлік әсерге негізделген. Әсер келесідей: егер екі өткізгіш (термоэлектрод) гетерогенді металдардан немесе қорытпалардан қосылса, олар жабық электр тізбегін құратындай етіп қосылса, содан кейін әр түрлі температурада түйісу нүктелерін (түйіспелердің ұштары) ұстап тұрса, онда тізбекте тұрақты ток пайда болады. Тек екі түрлі өткізгіштен (термоэлектродтардан) тұратын тізбек термоэлемент немесе жылу сезгіш элемент деп аталады. Тізбектегі токты тудыратын электр қозғаушы күш Зеебектің термо-ЭДС деп аталады және алғашқы жуықтауда тек термоэлектродтардың материалына және түйісу температурасының айырмашылығына байланысты болады. Ток ыстық балқымадан суыққа өтетін Термоэлектрод оң, суықтан ыстыққа – теріс деп саналады. Жылу сезгіш элементті белгілеу кезінде, мысалы, ТХА (жылу сезгіш элемент хромалюмель), бірінші орында оң электродтың материалы, екінші орында теріс материал көрсетіледі. Осылайша, бір түйіспенің температурасын біле отырып (әдетте ол тұрақты, мысалы, 0 °C-қа тең) және тізбектегі токты немесе кернеуді өлшеу арқылы басқа түйіспенің белгісіз температурасын нақты анықтауға болады. Айта кету керек, термо-ЭДС мөлшері температура айырмашылығы 100 К (173,15 °C) және суық дәнекерлеу температурасы 0 °C (мысалы, мыс-тұрақты жұп 4,25 мВ, платина - платинородий - 0,643 мВ) болатын милливольттерді құрайды. Тек екі түрлі өткізгіштен (термоэлектродтардан) тұратын тізбек термоэлемент немесе жылу сезгіш элемент деп аталады. Термоөңдеу процесінде ішіне салынған жылу сезгіш элементтер, мысалы, шыңдау пеші, әр минут сайын шынығу, ұстау және салқындату температурасын тіркейді. Сөндіру режимінің температуралық параметрлерінің нәтижелері, мысалы, кесу немесе Бұрғылау құралы тіркеу үшін автоматты түрде жазбаға жіберіледі. жүктеу/скачать 9,8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|