Тістегершіктерді термиялық өңдеудің технологиялық процесін әзірлеу



Дата18.01.2023
өлшемі2.14 Mb.
#61774

Кіріспе

Болат берілістердің артықшылығы тежеу сияқты әрекет бар механизмдердегі динамикалық жүктемелерге төзімділік. Болат тістер жүктеменің бұл түріне оңай төтеп береді.


Тісті берілісте редуктор аз тістері бар кішкентай редуктор деп аталады. Тістері бірдей жұп редукторды қолданған жағдайда, жетек редуктор деп аталады. Бірақ көбінесе барлық берілістер мен кіші және үлкен редукторлар деп аталады.
Тағы бір назар аудару керек. Әрине, ауызекі тілде бұл ұғымдар бірдей, бірақ техникалық тұрғыдан беріліс тісті доңғалақтан ерекшеленеді. Айырмашылық негізінен дизайн ерекшеліктерімен емес, механизмде орындалатын функциямен байланысты. 40X Болаттың механикалық қасиеттерін ескере отырып, оның жоғары қаттылығы мен беріктігі бар екенін ескеру керек, құрылым айтарлықтай жүктемеге төтеп бере алады және жұмыс кезінде бұзылмайды.
Қайта пайдалану құны көбінесе металл сынықтарының сапасына байланысты. Құрамында қалайы немесе мыс бар металл сынықтары болат өндірісінде қажет емес, өйткені бұл қиын металдар болаттың механикалық қасиеттерін нашарлатады.
Айта кету керек, іс жүзінде тағы бір сорт қолданылады білік - беріліс, ол тікелей тістері кесілген білік. Тізімдегі барлық бөлшектер механикалық берілістердің негізгі элементтері болып табылады.


  1. Тістегершіктерді термиялық өңдеудің технологиялық процесін әзірлеу.

1.1 Тісті беріліске жалпы сипаттамасы және редукторлар түрлері.

Редукторлар тісті диск болып табылатын беріліс элементтері. Құрылғы басқа редукторларды немесе тісті жетек белбеуін кері тістермен тарту арқылы моментті қайтару үшін қолданылады. Түйіспелі жұптың диаметрінің айырмашылығы кезінде жылдамдату немесе баяулату арқылы жетек редукторынан жетекке айналу.


Тісті беріліс әртүрлі жүктемелері бар механизмдерде қолданылады, мысалы, қол сағаттарында, өнеркәсіптік редукторларда көп тонға дейін.
Әртүрлі материалдардан редукторлары бар:

  • Болат

  • Титан

  • Алюминий

  • Мыс

  • Пластик

  • Ағаш

Редукторлардың өндіріс материалына байланысты градациясы бар. Жоғары жүктемелерді бастан кешіретін механизмдерге титан мен болаттан жасалған редукторлар орнатылады, олардың конструкциялары үлкен массалық механизмдердің мәжбүрлі тежелуіне және жоғары қарсыласу күшіне байланысты динамикалық жүктемелерге төзімді. Бірақ қымбат металды үнемдеу үшін біріктіруге болады. Бұл алдын ала бекітілге,н доңғалақтар, олардың ішкі жағы.
Қоладан, түсті металдардың басқа түрлерінен жасалған редукторлар құрылғыға үлкен жүктеме болмаған кезде қолданылады. Олар агрессивті ортада жұмыс істеуге өте ыңғайлы, өйткені түрлі түсті металл коррозияға төзімді. Түсті металл берілістерінің артықшылығы төмен шу және тегіс жұмыс. Мұндай бөліктер әдетте құрттың редукторы қоладан тұратын өнеркәсіптік редукторларда қолданылады. Нейлоннан, фторопласттан немесе кез-келген басқа пластиктен жасалған редукторлар тозуға аз төзімді және жұмыста тістер тез тегістеледі. Берілістің бұл түрі ауыр жүктемемен және жоғары айналыммен жұмыс істеуге жарамайды. Жоғары жылдамдықта тез қыздыру пайда болады және пластикалық беріліс ери бастайды. Бірақ олардың жеңіл салмақ сияқты артықшылықтары бар. Пластик кішкентай редукторлар үшін өте жақсы. Мысалы, олар баспа техникасында, принтерлерде, тұрмыстық техникада, кейбір банк жабдықтарында қолданылады. [1]
Пластикалық редукторлар төмен беріктікпен сипатталады. Олар жоғары жылдамдықта ұзақ жұмыс істеуге арналмаған, өйткені үйкеліс нәтижесінде қызған кезде олар ери бастайды. Олар көбінесе ойыншықтар, принтерлер, блендер, араластырғыштар, сондай-ақ басқа да ас үй және тұрмыстық техника механизмдерінде қолданылады. Редуктордың жеке элементтері кептеліп қалған кезде, қалған пластикалық берілістердегі тістер бұзылуы мүмкін, нәтижесінде механизм жарамсыз болып қалады.



    1. Тісті беріліс редукторлар технологиясы және механикалық түрлері.

Тісті доңғалақтар пішіні, өлшемі, дәлдік дәрежесі және басқа кинематикалық параметрлері бойынша өте алуан түрлі. Тісті доңғалақтарды жасау әдісін таңдау көптеген факторларға байланысты: дөңгелектердің түрі мен мөлшері, бірдей типтегі дөңгелектердің көлемі, дайындамалардың түрі мен материалы.





    1. кесте - Беріліс түрлері




Редукторлар тек өндіріс материалы бойынша ғана емес, сонымен қатар басқа параметрлер бойынша да ерекшеленуі мүмкін:

Мөлшері

Тістердің тереңдігі мен бағыты

Нысаны

Редуктордың негізі цилиндрлік, конустық немесе түзу болуы мүмкін. Сонымен қатар, тістер сыртқы немесе ішкі жиектерде орналасуы мүмкін. Олар түзу, көлбеу немесе басқа пішінге ие

Тісті өндіріс технологиялары:



  • Жылжыту әдісі

  • Айналдыру әдісі

  • Илектеу әдісі

  • Көшіру (бөлу) әдісі

Жылжыту әдісі. Тісті берілістерді осылайша өндіру қайралған, кесетін жиегі бар тісті нысанындағы тарақты құралды қолдану арқылы мүмкін болады. Тарақ өз осі бойынша айналатын дайындамаға қатысты аудармалы немесе өзара әрекеттесетін қозғалыстар жасайды.
Айналдыру әдісі кескіш редуктор тәрізді кескіштің көмегімен де мүмкін. Металдың қалыңдығы мұндай процесті бір сатыда жүргізуге мүмкіндік бермейтіндіктен, дайындамаға қатысты бірнеше рет кері қозғалыстар жасайды. Бұл әдіс ішкі берілісі бар редукторларды өндіруде қолданылады.
Илектеу әдісінің басты артықшылығы - тістерінің әртүрлі формалары бар редукторларды бірдей құралмен жасау, оның станоктағы дайындамаға қатысты орнын өзгерту мүмкіндігі. Бұл технология көшіруден гөрі дәлірек.
Көшіру (бөлу) әдісі. Редуктордың мұндай өндірісі редуктордың ойықтарын бір бұрыштық қадамға кезек-кезек бұрылатын кескіш диск немесе саусақ кескішімен кесуден тұрады. Қабылдаудың бір түрі - штамптау және созу.



1.1 сурет - Тісті


Ыстық және суық прокат. Бұл әдіс дайындаманы термиялық қабатты жылытуға және оның деформациясына, тістерді кесуге, содан кейін дәлдік беру үшін илеуге негізделген.


Түсті металдардан жасалған берілістердің түрлері жұмыс кезінде ұшқын түзілудің болмауына байланысты газ ортасында қолданылады. Сондай-ақ олар төзімді және майлау материалдарын қолданбай құрғақ тіркемеде жұмыс істей алады. Редукторларды өндіруге арналған шикізатқа – темір, болат, шойын, қола, жұмсартқыш. Компоненттер енгізілуі мүмкін - былғары, талшық, қағаз. Өндірістегі ең арзан және қызмет ету мерзімі аз – бұл пластикалық берілістер. Олар көбінесе қызып кетуге, балқытуға, деформацияға бейім. [3]
Беріліс механизмдерінде қолданылатын және негізгі функцияны орындайтын маңызды бөлік-көрші редуктордың тістерімен байланыстыруды қолдана отырып, біліктер арасындағы айналмалы қозғалысты береді. Беріліс тістері тең қашықтықта орналасқан конустық немесе цилиндрлік беті бар дискке ұқсайды.
Редукторлар әртүрлі тістері бар жұптарда қарапайым қолданылады, бұл беріліс механизмі біліктердің айналу санын және моментті түрлендіруге мүмкіндік береді. Беріліс коэффициенті - бұл беріліс диаметрінің қатынасы немесе тістердегі сандардың қатынасы арқылы анықталатын біліктердің минутына айналу сандарының қатынасы. Доңғалақтардағы тістердің саны беріліс жылдамдығының тегістігіне әсер етеді, олардың саны неғұрлым көп болса, беріліс жылдамдығы соғұрлым тегіс болады.
Жетек редукторы - айналу сырттан берілетін беріліс, ал жетек-момент шығарылатын беріліс деп аталады. Егер жетек редукторының диаметрі үлкен болса, онда жетек редукторының моменті айналу жылдамдығының жоғарылауына байланысты азаяды немесе керісінше көбейеді. Белгілі бір компоненттерге байланысты оларды келесі түрлерге бөлуге болады:

  • Тік тісті

  • Қиғаш тісті берілістер

  • Ішкі ілмекпен

  • Бұрандалы

  • Секторлық

  • Дөңгелек тістер

  • Конустық

Қиғаш тісті берілістер осы типтегі редукторлардың көлбеу астында орналасқан тістері бар. Осының арқасында олар ұзағырақ болады. Бұл оларға жүктемені арттыру мүмкіндігіне ықпал етеді. Олар аз шулы жұмыс істейді, сонымен қатар олар тегіс. [2]
Тісті беріліс бұл элементтерінің сенімді байланысын қамтамасыз ететін қарапайым тісті берілістің жетілдірілген нұсқасы. Осының арқасында механизмнің тегістігі артады, бұл бөлшектердің жұмыс ресурсының ұлғаюына кепілдік береді. Тісті беріліс тісті кесу формасымен ерекшеленеді. Олар параллель емес, бөліктің айналу осіне бұрышта орналасқан. Тісті доңғалақтың беті спиральдың бір бөлігіне ұқсайды. Ол қозғалыс тегістігіне және жұмыс кезінде пайда болатын шу деңгейіне қатаң талаптар қойылатын механизмдерде қолданылады.
Қиғаш тісті берілістер келесі артықшылықтарды ажыратады:

  • Үлкен беріліс аймағына байланысты жоғары моментті жіберуге қабілетті.

  • Механизмді іске қосу кезінде серпілістердің болмауы. Ауыспалы жүктемемен жұмыс істейтін жетектер мен механизмдерде қолдану мүмкіндігі.

  • Ең жоғары рұқсат етілген жүктеме режимдерінде жұмыс істегенде де шу деңгейі төмен.


1.2 сурет – Қиғаш тісті беріліс


Бірақ тісті берілістерге тән кемшіліктерді де атап өткен жөн:



  • Ілінісу аймағының ұлғаюы үйкеліс күшінің жоғарылауына әкеледі, осыған сүйене отырып, майлау материалдарын ауыстыру сапасы мен жиілігіне қатаң талаптар қойылады.

  • Қыздырудың жоғарылауы және пайдалы әсердің біршама төмендеуі.

  • Тісті берілісі бар білікке айтарлықтай күштер әсер етеді, сондықтан тірек мойынтірегіне орнату қажет.

Тісті тіс модулі - таңдау кезінде назар аудару керек негізгі параметрлердің бірі. Бұл берілістің барлық негізгі параметрлерін тістердің санын және олардың биіктігін, қадамын, берілістің бөлу шеңберінің диаметрін біріктіруге мүмкіндік беретін әмбебап сызықтық сипаттама. Дәл осы көрсеткіштен берілістің беріктігі, модуль неғұрлым үлкен болса, соғұрлым аз тістер тозуға ұшырайды, соның арқасында бөліктің жұмыс ресурсы айтарлықтай артады.[5]
МЕМСТ 16530-83-те келтірілген негізгі терминдердің тізіміне сәйкес, беріліс-редукторлар үшін тістердің саны аз және мультипликаторлар үшін көп болатын тісті доңғалақ. Егер механизмге тістердің саны бірдей бөліктер кірсе, онда жетекші бөлік редуктор болып саналады, ал беріліс құлы болып табылады.



1.3 сурет - Бөлгіш тісті беріліс үлкен артқы жағы 56 тіс


Беріліс айналу жылдамдығы мен момент шамасын өзгерту механизмі болып табылады. Айналмалы қозғалыс осьтері параллель, қиылысатын біліктер арасында беріледі. Әр түрлі механизмдерде қолданылатын редукторлардың бірнеше негізгі түрлері бар:



  • Цилиндрлік

  • Глобоидты

  • Конустық

  • Тірек

Осы түрлердің әрқайсысы қолдану аясымен және техникалық сипаттамаларымен ерекшеленеді. Тісті берілістің ең көп таралған түрлерінің бірі цилиндрлік беріліс. Бұл дизайн бойынша ең қарапайым, маңызды моментті беруге мүмкіндік береді. Айта кету керек, цилиндрлік берілістер тиімділіктің ең жоғары көрсеткіштерінің біріне және беріліс коэффициентінің кең ауқымына ие. Қолданылатын берілістер мен берілістердің диаметрлерін азайту үшін көп сатылы дизайн схемасы қолданылады.
Үйкеліс күштерінің теріс әсерін азайту үшін редукторлар көбінесе майлау материалдарымен толтырылған жабық корпусқа орнатылады. Бұл механизмнің қызмет ету мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді.

1.3 Болат маркасын таңдау негізі.


Беріліс материалын таңдау берілістің мақсатына және оның жұмыс жағдайына байланысты. Болат, шойын және пластмасса доңғалақ материалдары ретінде қолданылады. Болат берілістерге арналған негізгі материалдар термиялық өңделген болып табылады. Қаттылыққа байланысты болат берілістер екі топқа бөлінеді.


Бірінші топ – тістердің қаттылығы Н≤350 НВ болатын дөңгелектер. Олар әлсіз және орташа жүктелген берілістерде қолданылады. Бұл топтың дөңгелектері үшін материалдар 35, 40, 45, 50, 50 г көміртекті болаттар 40Х, 45Х, 40НХ легирленген болаттар және тағыда басқа термиялық өңдеу жақсарту тістерді кесуге дейін жасалады. Н≤350 НВ тіс беттерінің қаттылығы бар дөңгелектер жақсы бекітілген және сынғыш сынуға ұшырамайды. [9]
Әлсіз және орташа жүктелген берілістерде қолданылады. Жақсартылған тісті доңғалақтардың қолдану аясы қысқаруда. Тісті беріліс берілісінің қаттылығын қабылдау ұсынылады (25...30) НВ доңғалақтың қаттылығынан үлкен. Тісті берілістер үшін беріліс тістерінің жұмыс беттерінің қаттылығы мүмкіндігінше үлкен болуы керек, өйткені оның өсуімен байланыс беріктігі критерийі бойынша берілістің жүк көтергіштігі артады.
Егер тісті берілісте жұп тісті ілінісу процесінде ілінісу сызығы тістің негізіне параллель қозғалса, онда тісті берілісте ілінісу сызығы тістің негізіне қарай қисайып, тістердің басы мен аяғының беттерімен бір уақытта өтеді. Тістердің аяқтары бастарға қарағанда бояуға төзімділігі төмен, өйткені оларда тістердің сырғанау бағыты мен домалақтауының қолайсыз үйлесімі бар. Демек, беріліс тістерінің басымен жұмыс істейтін доңғалақ тістерінің аяғы алдымен бояла бастайды. Бұл жағдайда контакт сызығының қисаюына байланысты жүктеме беріліс тістің аяғымен жұмыс істейтін доңғалақтың тіс басына беріледі. Доңғалақтың әлсіз тіс аяғы түсіріліп, бояу азаяды. Тісті тістің аяғына қосымша жүктеме қауіпті емес, өйткені ол төзімді материалдан жасалған. Жоғары қаттылықты тісті доңғалақты қолдану тісті берілістердің жүктеме қабілетін одан әрі 30% - ға дейін арттыруға мүмкіндік береді. Қаттылықты арттыруға әр түрлі беттік қатайту әдістерін қолдану арқылы қол жеткізіледі.
Екінші топ - Н>350 НВ беттерінің қаттылығы бар дөңгелектер. Тістердің жұмыс беттерінің жоғары қаттылығына көлемді және беттік қатайту, цементтеу, азоттау, цианизация арқылы қол жеткізіледі. Термиялық өңдеудің бұл түрлері жақсартылған болаттармен салыстырғанда беріліс жүктемесін бірнеше есе арттыруға мүмкіндік береді.
Н>350 НВ беттерінің қаттылығы бар дөңгелектердің тістері бекітілмейді. Іске қосылмайтын берілістер үшін беріліс пен доңғалақ тістерінің қаттылығының айырмашылығын қамтамасыз ету қажет емес.
Тұтқыр өзекті сақтай отырып, материалдың беткі қабаттарының жоғары қаттылығына беттік термиялық немесе химиялық-термиялық қатайтуды қолдану арқылы қол жеткізіледі: беттік қатайту, цементтеу және нитроцементтеу, азоттау.
Жоғары жиілікті токтармен қыздырылған тістердің беткі қатаюы >2 мм модулі бар тісті доңғалақтар үшін орынды, шағын модульдерде кішкентай тіс арқылы кальцийленеді. Бұл қисықтыққа әкеледі және тісті сынғыш етеді. Жоғарғы жиілік токтармен сөндіру үшін 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ маркалы болаттар қолданылады.
Цементтеу (беттік көміртегімен қанықтыру), содан кейін қатайту, беткі қабаттардың үлкен қаттылығымен қатар, тістердің жоғары иілу беріктігін қамтамасыз етеді. Цементтеу үшін 20Х, 12XН маркалы болаттар қолданылады.


  1. 40Х Болат маркасына сипаттамасы.

2.1 40Х МЕМСТ Болат құрамындағы заттар.

40Х МЕМСТ Болат құрамындағы келесі заттарды анықтайды:



  • Бірінші сан 40 көміртегі болып табылатын құрамдағы негізгі элементті көрсету үшін қолданылады. Әдетте, композицияның көп бөлігі темірден келеді, ал концентрациясы 0,44% болатын көміртегі негізгі өнімділік сипаттамаларын анықтайды.

  • Келесі Х әрпі композицияда хроммен ұсынылған легирленген элемент бар екенін көрсетеді. Әріптен кейін санның болмауы элементтің концентрациясы 1,1% екенін көрсетеді. Хром құрылымның коррозияға төзімділігін арттырады. Алайда, қарастырылып отырған 40X Болат бренді жоғары коррозияға қарсы қасиеттерімен сипатталмайды.

  • 40X МЕМСТ -ты қарастыра отырып, құрамында никель, кремний және марганецтің көп мөлшері бар екенін атап өтеміз. Олар металдың кейбір өнімділік сипаттамаларын анықтайды, бірақ олар таңбалауда белгіленбейді.

2.2 40Х Болаттың химиялық және механикалық құрамы.


40X Болаттың химиялық құрамы таңбалаумен анықталады. Алайда, ол бүкіл композицияны көрсетпейді. 40X маркалы болат келесі ерекшеліктермен сипатталады. Құрамдағы көміртегі концентрациясының көрсеткіші 0,36% - дан 0,44% - ға дейін. Металл алу процесінің күрделілігіне байланысты өндірушілер дәлірек көрсеткішке төтеп бере алмайтынын ескеріңіз. Хром негізгі легирлеуші элемент болып табылады, оның құрамында 0,8-1,1% металл бар.


40X Болаттың химиялық қасиеттері оны агрессивті ылғалды ортада қолдануға мүмкіндік береді. Материал кесу операцияларына да жақсы жауап береді. Дәнекерлеу қабілеті бойынша қорытпа 4 топқа жатады. Дәнекерлеудегі жарықтарды болдырмау үшін оны 200 - 300 градусқа дейін алдын ала қыздыру керек. Кемшіліктердің арасында босату сынғыштығы мен флокеносезімталдығы болды, бірақ термиялық өңдеу технологиялары бұл қасиеттерді минималды мәндерге дейін төмендетуге мүмкіндік береді.

2.1 кесте - Болаттың химиялық құрамы 40Х МЕМСТ 4543-71





С

Si

Mn

S

P

Ni

Х

Cu

Fe

Көміртек

Кремний

Марганец

Күкірт

Фосфор

Никель

Хром

Мыс

Темір

0.36-0.44

0.17-0.37

0.50-0.80

Дейін 0.035

Дейін 0.035

Дейін 0.3

0.8-1.1

Дейін 0.3

~ 97

Қорытпаның құрамына таңбалауда белгіленбеген, бірақ 40X Болаттың белгілі бір қасиеттерін беретін басқа легирлеуші қоспалар кіреді:



  • Никель - 0,3 дейін%;

  • Марганец - 0,5-0,8%;

  • Кремний - 0,17-0,37%;

  • Мыс өте аз мөлшерде болады, шамамен 0,035% және қорытпаның механикалық қасиеттеріне айтарлықтай әсер етпейді;

  • Зиянды қоспалардың – күкірт пен фосфордың концентрациясы қатаң реттеледі, олардың мөлшері 0,035% - дан аспайды;

Хром бір модификацияға ие көлемді орталықтандырылған торда кристалданады, а - темірі изоморфты. Хром темірдің аллотропиялық түрленуінің екі нүктесін де төмендетеді, бірақ Ац нүктесі Az-ге қарағанда тезірек төмендейтіндіктен, соңында екі нүкте де біріктіріледі, у - аймақ 13% Cr-мен жабылады. Cr:fe =1:1 қатынасына жақын жерде тұрақсыз FeCr химиялық қосылысы түзіледі, ол әдетте а фазасы ретінде белгіленеді. Бұл қосылыстың жоғарғы температурасы 815°С.



2.1 сурет 40Х маркасының темір-хром жүйесі


Қорытпаны өндіру процесі металға никель, кремний және марганец қосылатындығын анықтайды. Олардың концентрациясы 1% - дан аспайды, бірақ аз мөлшерде болса да өнімділіктің өзгеруіне әкеледі. Композицияда зиянды элементтер бар. Мысалы, фосфор мен күкірт. Олардың концентрациясы қатаң реттелген. Сондай-ақ, мыс құрамына кіреді, бірақ ол шамамен 0,035% құрайды. Сондықтан бұл элементтің концентрациясы негізгі пайдалану сипаттамаларын өзгертпейді.





2.2 сурет Беріліс материалдары және термиялық өңдеу


Ұнтақты жоғары жылдамдықты болаттан жасалған құралды қолдану дәстүрлі өндірілген болаттармен салыстырғанда жоғары механикалық және технологиялық пайдалану қасиеттерімен байланысты. Біздің құралды пайдаланудың максималды әсеріне тот баспайтын және жоғары беріктігі бар болаттарды, қаттылығы 40 өлшеу әдісі масштаб дейін ыстыққа төзімді қорытпаларды кесу арқылы қол жеткізіледі.





    1. кесте - МЕМСТ 4543-2516 бойынша 40Х Болаттың механикалық қасиеттері




Термиялық өңдеу режимі

Күйдіру

Температура, °С

860

Салқындату ортасы

Май

Босату

Температура, °С

500

Салқындату ортасы

Су немесе май

Механикалық қасиеттері, кем емес

Кірістілік шегі , Н/мм2

785

Уақыт кедергісі , Н /м

980

Салыстырмалы ұзарту δ , %

10

Салыстырмалы тарылу Ψ, %

45

KCU соққы тұтқырлығы, Дж / с

59

Термиялық өңдеуге арналған дайындамалардың қимасының мөлшері (шеңбердің диаметрі немесе шаршы жағы), мм

25

мұнда,
- аққыштық шегі;


- үзілуге уақытша қарсылық;
- салыстырмалы ұзарту;
- салыстырмалы тарылу;
KCU - қаттылық;
Ұнтақты жоғары жылдамдықты болат біртекті дисперсиялық құрылымға ие және аспаптық материалдың механикалық, технологиялық және пайдалану қасиеттерінің жоғары кешенін қамтамасыз ететін қалдық оксидті және басқа газ қоспаларының төмен массалық үлесіне ие. Кобальтпен легирленген ұнтақты болаттан жасалған құралды қолдану кесу жылдамдығын арттыруға мүмкіндік береді және еңбек өнімділігі мен өндіріс тиімділігін арттырудың маңызды резерві болып табылады.
Бойлық термиялық өңделген үлгілерде немесе термиялық өңделген дайындамалардан жасалған үлгілерде 20°С температурада айқындалатын металл өнімдерінің механикалық қасиеттері кестеде көрсетілген нормаларға сәйкес болуы тиіс.
40X Болат келесі оң қасиеттермен сипатталады. Хром құрамына енген кезде қол жеткізілетін коррозияға төзімділігі өте жоғары. Жоғары беріктік көрсеткіштері. Қаттылық әртүрлі көрсеткіштермен өлшенеді, көбінесе өлшеу әдісі масштабпен және Бринелл қатылығы қолданылады. Қаттылық көрсеткіші 217 МПа мәніне сәйкес келеді. Неғұрлым қолайлы материалды таңдағанда, меншікті салмаққа да назар аударылады. 40Х Болаттың тығыздығы 7820 кг / құрайды.

2.3 Болат маркасының ақаулары және де қорытпа кезіндегі кемшілік.


Легирленген болаттардың жоғары механикалық қасиеттері оларды арнайы машина жасаудың көптеген көміртегімен салыстырғанда басым қолдануды қамтамасыз етті. Сонымен қатар, легирленген болаттарда әртүрлі ақаулар жиі кездеседі, кейде көміртекті болаттарда да кездеседі. Көбінесе дұрыс орнатылған технологиялық режимдерді қатаң сақтай отырып, бұл ақаулар толығымен жойылмайды. Олардың ішіндегі ең маңыздылары: босату сынғыштығы, дендритті жою және флокендер.





Металл шихта (шойын, сынықтар)




Шихтаның қатты бөлігін балқыту




Металдан қоспаларды кетіру




Тотықсыздандыру және допинг




вакууммен және инертті газдармен өңдеу



синтетикалық токсиндермен өңдеу



Болат құю

2.3 кесте - Болат өндірісінің технологиялық процестерінің схемасы


Бастапқыда домна пештері негізінен шойын құю үшін салынған. Кейінірек шойынды дәнекерлеу теміріне айналдыру тәсілдері табылды, ал домна пешінің металы осындай темірдің бастапқы материалы болды. Бессемер процесі мен Сименс процесі негізінде болаттың кең ауқымды және арзан өндірісін дамытқаннан кейін, домна пештерінде балқытылған шойынды болатқа қайта өңдеу экономикалық тұрғыдан тиімді болды.
Қазіргі уақытта домна пештерінің шойынының барлығы дерлік осындай қайта бөлуге арналған. Болат бұл өте құнды құрылымдық материал, оны илемдеу, штамптау және престеу, құю немесе кесу арқылы кез-келген формада беруге болады. Допинг және термиялық өңдеу арқылы әртүрлі физикалық және химиялық қасиеттері бар болаттарды алуға болады. Мысалы, кейбіреулерінің жұмсақ болғаны сонша, оларды қарапайым қол слесарь құралымен өңдеуге болады, ал басқалары әйнекті кесуге мүмкіндік беретіндей қатты.
Серпімділік модулі мен кірістілік шегі температураға байланысты жеткілікті үлкен диапазонда өзгеруі мүмкін. Мысалы, температураның айтарлықтай жоғарылауымен серпімділік модулі төмендейді. Кірістілік шегі құю арқылы дайындамаларды алу кезінде қорытпаның қаншалықты қолданылатынын анықтайды.
Қорытпаның бірнеше маңызды кемшіліктері бар:

  1. Босату сынғыштығы. Шыңдалғаннан кейін құрылым соққы жүктемесіне өте сезімтал болады. Термиялық өңдеу технологиясын ескере отырып, сынғыштықтың жоғарылау ықтималдығын азайтуға болады.

  2. Флокендердің пайда болуына бейімділіктің жоғары деңгейі. Бұл әртүрлі қорытпалардың көп мөлшеріне тән.

  3. Нашар дәнекерлеу қабілеті әртүрлі өнімдерді жасау процесін қиындатады. Қажет болса, дәнекерлеудің әртүрлі технологияларын қолдануға болады. Процесс құрылымды алдын ала қыздыру арқылы айтарлықтай жеңілдетілген. Сонымен қатар, дәнекерлеу жабдығын пайдалану кезінде құрылым кесу қиын.

  4. Флокен сезімталдығы-әртүрлі өнімдерді құйғаннан кейін ішкі жарықтардың пайда болу ықтималдығын анықтайтын қасиет. Мұндай ақаулар көбінесе легірленген Болаттың ыстық деформациясы кезінде пайда болады. Мұндай ақаулар термиялық өңдеу кезінде сутектің жоғары концентрациясын тудырады. Температура режимін қатаң сақтау арқылы ақаулардың пайда болу ықтималдығын азайтуға болады.

Жақында қорытпаны вакуумдау әдісі жиі қолданылады, соның арқасында сутегі концентрациясы төмендейді. Сондықтан алынған құрылымның сапасы айтарлықтай артады. Құрылымның дәнекерлеу дәрежесі бойынша ол 4 топқа жатады. Дәнекерлеу әр түрлі жарықтардың пайда болуына әкелуі мүмкін. Сондықтан дәнекерлеу жұмыстарын жүргізер алдында 40X материалы алдын-ала қыздырылады, бұл алынған өнімді пайдалану кезінде көптеген проблемаларды болдырмауға мүмкіндік береді.
Сонымен қатар, доғалық дәнекерлеуді орындау үшін жиектерді алдын-ала дайындау қажет. Байланыс-нүктелік технологияны қолданған кезде термиялық өңдеу қажет.
Қарастырылып отырған материалдың басқа қасиеттері оның кең қолданылуын анықтайды. Өндірістік алаңдарға келесі типтегі дайындамалар жеткізіледі:

  1. Парақтар. Металл жапырақтармен кең таралған, мысалы, суық немесе ыстық штамптау кезінде. Сонымен қатар, қаңқалық құрылымдарды қаптау кезінде металл парақтар қолданылады.

  2. Соғу әр түрлі бұйымдарды жасауда негіз ретінде қолданылады.

  3. Құбырлар бүгінде өте кең таралған, мысалы, жылу жүйесін құру кезінде немесе әртүрлі сұйықтықтарды тасымалдау үшін.

  4. Металл илемдеу машина жасау саласында әртүрлі бөлшектер үшін дайындама ретінде қолданылады.

2.4 Болат өндіру процестер.


Домна пешінде балқытылған шойынды болатқа айналдырған кезде одан көміртегі мен кремнийдің барлығы дерлік тотығу арқылы шығарылады. Легирлеуші элементтер ретінде марганец, никель немесе хром қосуға болады. Қазіргі уақытта Домна пешінде балқытылған шойынды қайта өңдеудің негізгі әдісі оттегі - Конвертер процесі болды, дегенмен кейбір жерлерде Мартен процесі қолданылады. Болат өндірісінің маңызды ерекшелігі оны қайта пайдаланудың салыстырмалы жеңілдігі. Оттегі түрлендіргіші де, мартен пеші де болат сынықтарының үлкен пайызымен жұмыс істей алады, ал электр пеші де бір сынықта жұмыс істей алады. Бұл қалдықтарды жою мәселесі шиеленіскен күндері өте маңызды. [4]


Ең үлкен құндылық шығу тегі белгілі ірі металл сынықтары. Мұндай скраптың кейбір мөлшері металл өңдеу зауыттарынан келеді, ал одан да көп - ескірген зауыттық және теміржол жабдықтарын бөлшектеп, теңіз және өзен кемелерін сынықтарға бөлгеннен кейін. Мерзімі өткен автомобильдер мен азық-түлік контейнерлері түріндегі скрап құнды емес, өйткені оның құрамында мыс пен қалайы бар. Легирлеуші элементтер әдетте болатқа ферроқорытпа түрінде қосылады. Ферроқорытпаларда легирлеуші элементтердің тасымалдаушысы ретінде қызмет ететін темірдің едәуір мөлшері бар.

  1. Қысым және әдісті өңдеу металдардың құрылымы мен қасиеттері.

3.1 Әдісті таңдау және оның мәні металдарды қысыммен өңдеу.

Қысыммен өңдеу сыртқы күштердің деформацияланатын денеге әсер ету нәтижесінде пластикалық деформация арқылы өзгерудің технологиялық процестері.


Егер серпімді деформациялар кезінде дене сыртқы күштерді алып тастағаннан кейін бастапқы пішіні мен өлшемдерін толығымен қалпына келтірсе, онда пластикалық деформациялар кезінде сыртқы күштердің әсерінен туындаған пішін мен өлшемдердің өзгеруі осы күштердің әрекеті тоқтағаннан кейін де сақталады. Серпімді деформация атомдардың бір-біріне қатысты атомаралық қашықтықтардан кіші шамаға араласуымен сипатталады және сыртқы күштер жойылғаннан кейін атомдар бастапқы орнына оралады. Пластикалық деформациялар кезінде атомдар бір-біріне қатысты үлкен атомаралық қашықтыққа ауысады және сыртқы күштер жойылғаннан кейін бастапқы орнына оралмайды, бірақ жаңа тепе-теңдік позицияларын алады.
Атомдардың жаңа тепе-теңдік позицияларына өтуін бастау үшін белгілі бір әсер ететін кернеулер қажет, олардың мәндері атом аралық күштерге және атомдардың өзара орналасу сипатына байланысты (кристалдық тордың түрі, қоспалардың болуы мен орналасуы, поликристалл дәндерінің пішіні мен мөлшері және тағыда басқа). Атомдардың жаңа позицияларға суына қарсылық суға пропорционалды емес өзгеретіндіктен, пластикалық деформациялар кезінде кернеулер мен деформациялар арасындағы сызықтық байланыс әдетте болмайды.
Атомдардың жаңа тепе-теңдік позицияларына ауысуын тудыратын кернеулер тек атомаралық өзара әрекеттесу күштерімен теңестірілуі мүмкін. Сондықтан деформациялық күштердің әсерінен деформация серпімді және пластикалық компоненттерден тұрады, ал деформациялық күштер жойылған кезде серпімді компонент жоғалады, ал пластикалық компонент дененің пішіні мен мөлшерінің қалдық өзгеруіне әкеледі.
Жаңа тепе-теңдік позициялары атомдар белгілі бір параллель жазықтықтардағы араласу нәтижесінде осы жазықтықтар арасындағы қашықтықты айтарлықтай өзгертпестен ауыса алады. Бұл жағдайда атомдар күштің өзара әрекеттесу аймағынан шықпайды және деформация металдың қателігін бұзбай жүреді, оның тығыздығы іс жүзінде өзгермейді. Кристалдық тордың бір бөлігінің екіншісіне қатысты сырғуы атомдардың ең тығыз орналасу жазықтықтарында жүреді. Нақты металдарда кристалдық торда сызықтық ақаулар бар (дислокация), олардың қозғалысы сырғуды жеңілдетеді.
Пластикалық деформацияның мөлшері шексіз емес, белгілі бір мәндермен металдың бұзылуы басталуы мүмкін.
Алайда, деформацияның ең қолайлы жағдайларын жасай отырып, қазіргі уақытта олар қалыпты жағдайда икемділігі төмен материалдарда да айтарлықтай пластикалық өзгерістерге қол жеткізуде.
Металдарды қысыммен өңдеудің кесу өңдеумен салыстырғанда маңызды артықшылықтары металл қалдықтарын едәуір азайту, сондай-ақ еңбек өнімділігін арттыру мүмкіндігі болып табылады, өйткені деформациялық күштің бір рет қолданылуы нәтижесінде дайындаманың пішіні мен өлшемдері айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Сонымен қатар, пластикалық деформация дайындаманың металының физика-механикалық қасиеттерінің өзгеруімен бірге жүреді, оны олардың ең аз массасымен ең жақсы пайдалану қасиеттері бар бөлшектерді (беріктік, қаттылық, жоғары тозуға төзімділік және тағыда басқа) алу үшін пайдалануға болады. Металдарды қысыммен өңдеудің осы және басқа артықшылықтары оның металл өңдеудегі меншікті салмағының тұрақты өсуіне ықпал етеді. Металдарды қысыммен өңдеудің технологиялық процестерін, сондай-ақ қолданылатын жабдықты жетілдіру қысыммен өңдейтін бөлшектердің номенклатурасын кеңейтуге, массасы мен өлшемі бойынша бөлшектердің ауқымын арттыруға, сондай-ақ металдарды қысыммен өңдейтін жартылай фабрикаттардың өлшемдерінің дәлдігін арттыруға мүмкіндік береді.[6]



    1. Қысыммен өңдеудің металдың құрылымы мен қасиеттеріне әсері.

Қысыммен өңдеу кезінде металдың құрылымы мен қасиеттерінің өзгеруі деформацияның температуралық-жылдамдық жағдайларымен анықталады, оларға байланысты суық және ыстық деформациялар ажыратылады.





3.1 сурет Деформация кезіндегі металдың микроқұрылымын өзгерту схемалары: а - суық; б – ыстық


Суық деформация металдардың ең қарқынды ағыны бағытында созылатын дәндердің пішінінің өзгеруімен сипатталады (3.1 сурет, а). Суық деформация кезінде қалыптасу металдың механикалық және физика-химиялық қасиеттерінің өзгеруімен бірге жүреді. Бұл құбылыс қатаю деп аталады. Механикалық қасиеттердің өзгеруі суық пластикалық деформация кезінде беріктік сипаттамалары жоғарылайды, ал икемділік сипаттамалары төмендейді. Металл қаттырақ болады, бірақ аз иілгіш болады. Қатаю сырғанау жазықтықтарының айналуы, суық деформация процесінде кристалдық тордың бұрмалануының нәтижесінде пайда болады.


Металдың құрылымы мен қасиеттеріне суық деформация арқылы енгізілген өзгерістер қайтымсыз емес. Оларды, мысал ретінде термиялық өңдеу (күйдіру) арқылы жоюға болады. Ыстық деформация мен қайта кристалдану жылдамдығының осындай қатынасымен сипатталатын деформация деп аталады, онда қайта кристалдану дайындаманың барлық көлемінде орын алады және қысыммен өңдеуден кейінгі микроқұрылым қатаю белгілерінсіз тең болады (3.1 сурет, б).
Ыстық деформация жағдайларын қамтамасыз ету үшін оның жылдамдығының жоғарылауымен дайындаманың қыздыру температурасын жоғарылату керек (қайта кристалдану жылдамдығын арттыру үшін). Егер деформация аяқталғаннан кейін металдың құрылымы толығымен қайта кристалданбаған, қатаю іздері болса, онда мұндай деформация толық емес ыстық деформация деп аталады. Толық емес ыстық деформация гетерогенді құрылымға, механикалық қасиеттер мен икемділіктің төмендеуіне әкеледі, сондықтан әдетте жағымсыз.
Ыстық деформацияда деформацияға төзімділік суық деформацияға қарағанда шамамен 10 есе аз, ал қатаюдың болмауы қысыммен өңдеу процесінде деформацияға төзімділіктің (аққыштық шегі) аздап өзгеруіне әкеледі. Бұл жағдай, негізінен, ыстық өңдеу үлкен бөлшектерді жасау үшін қолданылады, өйткені бұл кішігірім деформациялық күштерді (аз қуатты жабдықты) қажет етеді.



    1. 40Х Болатты дәнекерлеу, өңдеу түрі және болт жинағы.

40X Болатты дәнекерлеу. Бұл Болаттың дәнекерлеу қабілеті 4-ші топқа жатады, ал тігіс жиі жарықтар тудырады. Осы қауіпке сүйене отырып, дәнекерлеу алдында 40X алдын ала қыздырылады. Сонымен қатар, жиектерді дайындау (доғалық дәнекерлеу кезінде) орындалады. Байланыс-нүктелік дәнекерлеу кезінде термиялық өңдеу қажет. Сондай-ақ, 40X болат дәнекерлеу жабдығын пайдаланып кесу кезінде қиын.


40Х өңдеу түрлері. Өнімділік пен өнімділікті жақсарту үшін болат пен бұйымдар термиялық өңдеуден өтеді. Қатаю қаттылық дәрежесінің айтарлықтай жоғарылауын қамтамасыз етеді, бірақ демалысты төмендететін сынғыштықты арттырады (ішкі кернеуді жеңілдетеді). Қатайту майлы ортада жүргізілуі керек, бұл беткі қабаттың сапасын арттырады. Содан кейін салқындатуды майлы ортада да, ауа ортасында да жасауға болады. Суда салқындату ұсынылмайды, себебі бұл масштабтың пайда болуына әкеледі. 40X аналогтары аналогтары: 38Х, 40ХС, 40Х, 40ХР, 45Х.
Материалдың артықшылықтары мен кемшіліктері оның қасиеттерімен анықталады. 40X Болаттың сипаттамаларының ішінде қаттылық пен төзімділік көрсеткіштері ерекше маңызға ие. [7]




    1. сурет Болат маркасы 40Х

Қорытпа құрамында хромның болуына байланысты одан жасалған бөлшектер:



  • Беріктігі мен коррозияға төзімділігі жоғары;

  • Жоғары және ұзақ жүктемелерге арналған;

  • -40-тан +425 градусқа дейінгі диапазондағы экстремалды температураның әсеріне төзімді;

  • Температураның күрт өзгеруіне төтеп береді;

  • 40X Болаттың магниттік қасиеттері оның жұмысына әсер етпейді;

  • Кез-келген сыртқы жағдайда қолдануға болады;

  • Беттерді тазарту мен өңдеуді қажет етпейді;

  • Олар төзімділік пен иілуге төзімділіктің жоғары шегіне ие;

Шынықтырудан кейін қорытпадағы карбид толығымен ериді және металл коррозияға төзімділігі жоғары болады.
Жеткізу түрі:

  • Сорттық прокат, оның ішінде фасонды: МЕМСТ 4543-71, МЕМСТ 2590-88, МЕМСТ 2591-88, МЕМСТ 2879-88, МЕМСТ 10702-78.

  • Калибрленген штанга МЕМСТ 7417-75, МЕМСТ 8559-75, МЕМСТ 8560-78, МЕМСТ 1051-73.

  • Тегістелген штанга және серебрянка МЕМСТ 14955-77.

  • Қалың парақ МЕМСТ 1577-93, МЕМСТ 19903-74.

  • Жолақ МЕМСТ 103-76, МЕМСТ 1577-93, МЕМСТ 82-70.

  • Соғу МЕМСТ 8479-70.

  • Құбырлар МЕМСТ 8731-74, МЕМСТ 8733-74, МЕМСТ 13663-86

3.1 - Болат маркасының болт жинағы қолдану



Болат маркасы

Жеткізу үшін

Жұмыс ортасының температурасы, °С

Қолдану бойынша қосымша нұсқаулар

40Х МЕМСТ 4543

Соғу МЕМСТ 8479.
Сорттық прокат МЕМСТ 4543

40-тан 450-ге дейін

Жақсартылған термиялық өңдеуден кейін қолданылады (қатаю және жоғары демалыс)

40Х маркалы болаттан жасалған бекіткіш бұйымдарды минус 40°С-тан төмен температурада минус 60°С-қа дейін қолдануға рұқсат етіледі, егер МЕМСТ 9454 бойынша 11 типті үлгілердің соққы иілуіне сынау кезінде жұмыс теріс температурада соққы тұтқырлығы сыналатын үлгілердің ешқайсысында 300 кДж/м төмен болмаса. Прокаттан, соғудан жасалған корпустар, қақпақтар, фланецтер, мембраналар және болт жинағы үшін 40Х болатты қолдану (МЕМСТ 33260-2015). [8]


40X Болат пішінді қоса алғанда, табақ және сұрыптық прокат түрінде жеткізіледі: калибрленген штанга, тегістелген штанга, күміс балық, соғу, қалың жапырақ, жолақтар, құбырлар.
40X Болат механизмдер мен құрылымдардың жоғары беріктігі бар бөлшектерін өндіруде қолданылады. Оларға мыналар жатады:

  • Осьтер

  • Білік-берілістер

  • Поршеньдер

  • Шпиндельдер

  • Сақиналар

  • Мандрельдер

  • Тісті тәждер

40X Болат құрылыста, кеме жасауда, машина жасауда, медицинада танымал. Пышақтар, соның ішінде медициналық скальпельдер 40X болаттан жасалған. Бұл адам ағзасы үшін толығымен қауіпсіз, сондықтан оны медициналық құралдарды өндіруде қолдануға болады.

3.4 Тісті берілістерді және 40Х болат термиялық өңдеу технологиясы.


Термиялық өңдеуді таңдау кезінде ескерілетін тісті доңғалақтардың негізгі геометриялық параметрлері модуль, берілістің сыртқы және ішкі диаметрлері, тістің биіктігі мен ұзындығы болып табылады.


Берілістердің жұмыс жағдайлары олардың жылдамдығымен, жанасу және иілу жүктемелерінің деңгейімен анықталады.
Жұмыс кезінде беріліс тістері ұшырайды:

  1. Максималды бір реттік жүктеме кезінде иілу (қатты тежеу, кептелу, максималды моментті қолдану кезінде);

  2. Бірнеше циклдік жүктемелер кезінде иілу, нәтижесінде тістің түбірінде ең үлкен кернеулер дамиды және шаршау бұзылуы мүмкін;

  3. Тістердің бүйір жұмыс беттеріндегі жанасу кернеуі, бұл жанасу шаршау бояуының пайда болуына әкеледі. Байланыс кернеуінің деңгейі жобалау кезінде беріліс өлшемін таңдауды анықтайды.

  4. Бүйір беттерінің (абразивті бөлшектердің, кірдің, шаңның жанасу аймағына түсуіне байланысты) немесе тістердің соңғы беттерінің тозуы (беріліс қорабындағы берілістерді ауыстырған кезде). Майлау жеткіліксіз немесе майланбаған жағдайда салыстырмалы түрде сырғанау кезінде тістердің жұмыс беттерінде орнату және дөрекі бөртпелер пайда болуы мүмкін, бұл редукторлардың өте тез тозуына әкеледі.

40Х болатты термиялық өңдеу - легирленген құрылымдық болат осьтер, біліктер, білік-берілістер, поршеньдер, өзектер, иінді және жұдырықшалы біліктер, сақиналар, шпиндельдер, мандрельдер, рельстер, губка тәждері, болттар, жартылай осьтер, втулкалар және басқа да беріктігі жоғары бөліктер сияқты беріктігі жоғары бөлшектерге арналған. 40X Болат сонымен қатар соғу, штампталған дайындамалар және құбыр арматурасының бөлшектерін жасау үшін жиі қолданылады. Алайда, тізімделген соңғы бөліктер қосымша термиялық өңдеуді қажет етеді, жай майға су арқылы қатайтудан тұрады немесе кейін майға немесе ауаға жіберіледі.
40 саны болаттағы көміртектің 0,4% көлемінде болатындығын көрсетеді. Хром 1,5% - дан аз. Оның құрамындағы әдеттегі қоспалардан басқа, белгілі бір мөлшерде арнайы берілген қасиеттерді қамтамасыз етуге арналған арнайы енгізілген элементтер бар. Бұл жағдайда легирлеуші элемент ретінде хром қолданылады, бұл туралы тиісті таңбалау жүргізу қажет.
Термиялық өңдеуден кейін 40 болатты шүмектерді, сыпырғыштардың корпустарын алу үшін қолдануға болады. 40X болат аналогын әртүрлі жауапты құрылымдарды. Мысалы, осьтерді, біліктерді, берілістерді, болттарды немесе поршеньдерді алу үшін пайдалануға болады.
Шетелдік аналогтарды ашық ауада төмен температурада жұмыс істейтін бөлшектерді жасау үшін пайдалануға болады. Мысал ретінде, көпірлер мен теміржол құрылымдарының элементтерін атаймыз.
Қатаю бетінің қаттылығының айтарлықтай жоғарылауына әкеледі, бірақ сынғыштықты тек демалу кезінде азайтуға болады. Технологияның ерекшеліктерін ескере отырып, қажетті көрсеткіштерге қол жеткізуге болады.
Көптеген жағдайларда термиялық өңдеу металдың өнімділігін едәуір арттыруға мүмкіндік береді. 40X болатты термиялық өңдеу құрылымның ерекшеліктерін ескере отырып жүзеге асырылады. Мұндай процедураны орындау бойынша ұсыныстар келесідей:

  • 40X болатты қатайту майлы ортада жүзеге асырылады. Бұл құрылымның беткі қабатының сапасын едәуір арттыруға мүмкіндік береді.

  • Өткізілетін 40Х шынықтыру дайындаманы кейіннен салқындатумен жүргізіледі. Ол үшін кәдімгі ауа немесе май ортасы қолданылуы мүмкін. Май алынған өнімнің сапасын едәуір арттыруға мүмкіндік береді, ал ауада салқындату үлкен мөлшерде жүреді. Су ортасын қолдану масштабқа және басқа ақауларға әкелуі мүмкін.

  • Ішкі кернеулерді азайтуға мүмкіндік беретін демалыс міндетті болып табылады. Демалыс маймен немесе ауада өткізіледі.

40X болатты термиялық өңдеу бұйымдар есептелген жүктемелерге байланысты жүзеге асырылады. Есептеу үш маңызды нүктеге байланысты жүзеге асырылады. Сөндіру 860 градус цельсий температурасында жүзеге асырылады. Сағат аралығы 4 сағатты құрайды. Ауада демалысты 200 градус цельсий температурасында жүргізуге болады, майлы ваннаны қолданған кезде көрсеткіш 500 градусқа дейін көтеріледі. Кейбір жағдайларда 40X болатты қалыпқа келтіру жүргізіледі.[10]
Бастапқы күйдегі болат өте пластикалық масса болып табылады және оны деформациялау арқылы өңдеуге болады. Оны соғуға, штамптауға, орауға болады. Механикалық қасиеттерді өзгерту және қажетті қасиеттерге қол жеткізу үшін металды термиялық өңдеу қолданылады



4.1 сурет Толық күйдірілгеннен кейін 40Х болаттардың


микроқұрылымдары

Термиялық өңдеуді дұрыс жүргізген кезде қатаюдан кейінгі қаттылық шамамен 217HB құрайды. Бұл жағдайда ішкі кернеулер айтарлықтай төмендейді, соның арқасында алынған өнімнің қызмет ету мерзімі едәуір ұзартылады. Толық күйдірілгеннен кейін болаттардың микроқұрылымдары. 40Х болат үлгілерінде эвтектоидты болатты илемдеуге тән жолақты феррит-перлит құрылымы байқалады. 40X болаттағы феррит мөлшері 23% құрайды (σ=3,6).


Изотермиялық күйдіруден кейін 40Х болат эвтектоидты. Болаттың типтік феррит пен перлит құрылымына ие, бірақ айқын жолақсыз. Перлит пластинкалы құрылымға ие. Феррит негізінен кейінгі аустенит дәндерінің шекараларында жұқа тор түрінде орналасқан. Феррит мөлшері 12,6% құрайды (σ=3,2). Кейінгі аустенит дәнінің орташа шартты диаметрі 57 мкм (σ=9).

4.2 сурет Изотермиялық күйдіруден кейін 40Х болаттардың


микроқұрылымдары

Белгілі бір уақыт ішінде 40X металды қатты қыздыру мен қартаюдың нәтижесі, содан кейін суда күрт салқындату қаттылықтың жоғарылауына және икемділіктің төмендеуіне әкеледі. Бұл жағдайда нәтиже төмендегі көрсеткіштерге байланысты:



  • Металды қыздыру жылдамдығы 40Х;

  • Экспозиция уақыты;

  • Салқындату жылдамдығынан;

Үйде жұмыс жасау кезінде өңдеу температурасы мен салқындату уақытын ескеру қажет.
М24 болт өнімінің мысалында 40X сөндіруді келесідей жүргізуге болады:

  • Электр пеші қызады;

  • 860 °C дейін қыздыру керек, ол үшін кейбір жағдайларда 40 минут қажет;

  • Аустенизацияға қажетті уақыт, содан кейін салқындату 10-15 минутты құрайды. Өнімнің біркелкі сары түсі-40X қатаю процесінің дұрыс өтуінің белгісі;

  • Соңғы қадам-ваннада сумен немесе басқа сұйықтықпен салқындату.

Өнеркәсіптік және үй жағдайында металды салқындату керек сәтті өзіңіз анықтау мүмкін емес. Сондықтан жүргізілген зерттеулерге сәйкес, электр пештерінде металды қыздыру үшін бір миллиметрге 1,5-2 минут қажет, содан кейін құрылым қызып кетуі мүмкін.
Босату кезінде қатаю аяқталғаннан кейін бірден жүзеге асырылады, өйткені құрылымда жарықтар пайда болу ықтималдығы жоғары. Бұл жағдайда өнім сыни нүктеден төмен температураға дейін қызады, белгілі бір уақыт аралығында ұстау жүргізіледі және салқындату жүзеге асырылады. Босату кезінде құрылымның жақсаруын қамтамасыз етеді, кернеуді жояды және икемділікті арттырады, 40X Болаттың сынғыштығын жояды.
Қарастырылып отырған термиялық өңдеудің үш түрі бар:

  1. Төмен босату беттің 250°C дейін жылынуын және ауада салқындатуды анықтайды. Ол кернеуді жеңілдету және қаттылықты жоғалтпай икемділікті аздап арттыру үшін қолданылады. Құрылымдық қорытпа жағдайында ол өте сирек қолданылады.

  2. Орташа босату өнімді 500 °C дейін қыздыруға мүмкіндік береді.бұл жағдайда тұтқырлық айтарлықтай артады, ал қаттылық төмендейді. Бұл термиялық өңдеу әдісін серіппелер, серіппелер және кейбір құралдарды алу кезінде қолданыңыз.

  3. Жоғары бөлікті 600 °C дейін бөлуге мүмкіндік береді.бұл жағдайда мартенситтің ыдырауы сорбитол түзеді. Мұндай құрылым беріктік пен икемділіктің ең жақсы үйлесімімен ұсынылған. Сондай-ақ, қаттылық көрсеткіші жоғарылайды. Бұл термиялық өңдеу әдісі соққы жүктемелерінде қолданылатын бөлшектерді алу үшін қолданылады.

Жалпы термиялық өңдеудің тағы бір түрі - қалыпқа келтіру. Көбінесе қалыпқа келтіру металды жоғарғы критикалық нүктеге дейін қыздыру арқылы жүзеге асырылады, содан кейін қалыпты ортада. Мысалы, ашық ауада ұстау және салқындату. Ұсақ түйіршікті құрылымды беру үшін қалыпқа келтіру жүргізіледі, бұл икемділік пен қаттылықтың жоғарылауына әкеледі.
Шынықтыруға қыздырудың есебі. Металды қыздыру температурасы дайындаманың барлық қимасы мен ұзындығы бойынша біркелкі қызуын қамтамасыз етуі тиіс дайындаманың соңғы температурасын есептейді.
Қыздырудың жалпы ұзақтығы, яғни ортада болу уақыты берілген температураға дейінгі қыздыру уақыты τқызд мен осы температурада ұстау уақытының τұст қосындысынан тұрады:

Τжалпқызд + τұст (1)




Берілген температураға дейінгі қыздыру уақыты:


, (2)

мұндағы D - қыздырылатын бұйымның өлшемдік сипаттамасы (мм), яғни максималды қиманың минималды өлшемі, ол 45,5-ке тең;


К1 – цилиндр үшін арналған 2, қалыптың пішіні;
К2 – газды ортадағы 2, ортаның коэффициенті;
К3 – қыздырудың біркелкілік коэффициенті цилиндр үшін 1,4 тең болады.

τқыз= 0,1·2·2·1,4·40=16,8мин (3)


Берілген температураға қол жеткізу бойынша бөлшектерді ұстау уақыты үстіңгі бетінен ең үлкен қимадағы өзегіне дейін қыздыру үшін, сондай-ақ берілген температура кезінде онда болатын диффузиялық сипаттағы құрылымдар мен фазалық айналуларды қорытпада толық аяқтау үшін жеткілікті болуы тиіс.


Температураны бөліктің қимасы бойынша теңестіру үшін қыздыру кезінде ұстау жылдамдығы қажет. Ұстау уақыты әдетте қыздыру уақытының 25-30% - ға тең қабылданады:
Бұйымды ұстап тұру уақытын есептеу келесі формуламен есептеледі:

τұст= 0,25 ∙ τқыз, (4)


τұст= (0,25∙16,8)= 8,8 мин.
Τмайда суыту = 20 мин


қыздырудың жалпы ұзақтылығы:

τжал= 16,8 + 4,2= 21мин


Қыздыру жылдамдығы қыздыруға аз уақыт жоғалтуын қамтамасыз ететіндей етіп таңдалады және сонымен бірге оның шамасы өңделетін бөлшектерде тым тез қыздырғанда байқалатын бөлшектердің қисайуына және жарылуына әкелуі мүмкін қауіпті термиялық кернеулердің туындауын болдырмауы тиіс.


Қыздыру жылдамдығы өңделетін қорытпаның жылу өткізгіштігіне байланысты болады, ол оның химиялық құрамымен анықталады. Құрамы күрделене отырып, жылу өткізгіштігі нашарлайды. Сондықтан құрамы бойынша қолайсыз қорытпаларды белгілі температураға дейін қыздыру өте баяу, содан кейін жылдам жүзеге асырылады. Белгілі бір температураның қорытпасымен және иілгіштіктің өсуімен, онда пайда болатын өте жоғары термиялық кернеулер деталь пішінінің қисаюымен немесе жарумен аяқталатын өзгерістерді тудыруы мүмкін емес.
Төменгі босату кезінде қыздыру уақытын анықтау. Қыздыру уақыты:

τ қыз = 10мин + 1мин ∙ 1мм (5)


τқыз = 10 мин+ 1 мин ∙ 30 мм = 40 мин
τқыз = 40 + 0,5 ∙ 40 = 60 мин
мин (1 сағ)

Жоғарғы босату (500 - 850С):


τ ұст = 2 сағат = 120 мин


τ жалп = 60 мин + 120 мин= 180 мин

    1. кесте – Болат маркасының термиялық өңдеу түрі




Атауы

Болат маркасы

Термиялық өңдеу түрі

Қыздыру температурасы

Қыздыру уақыты

Ұсақ тісті доңғалақ

40Х МЕМСТ 4543-71

Шынықтыру (майда).
Жоғары босату (ауа).

840-860
500-850

21 мин
3 сағ

Термиялық өңдеу болатты термиялық (немесе химиялық-термиялық) өңдеу процесі қатарынан үш кезеңнен тұрады:



  • Жылыту

  • Үзінділер

  • Салқындату

Болатты жақсарту - болатты термиялық өңдеудің бір түрі, ол сөндіруден және одан кейінгі жоғары демалыстан тұрады (550-650 °C температурада). Нәтижесінде сорбитолдың біртекті және дисперсті құрылымына қол жеткізіледі, бұл беріктіктің, икемділіктің, қаттылықтың және тұтқыр күйден сынғыш күйге ауысудың критикалық температурасының жақсы үйлесімін қамтамасыз етеді. Ең үлкен әсер аустенит түрленуінің мартенситтік емес өнімдері қатаю кезінде пайда болмаған жағдайда байқалады. Көптеген жағдайларда жоғары күйдіру кейін босату сынғыштығының дамуын болдырмау үшін майға немесе суға салқындату қажет. Болатты жақсартудың нақты режимдері оның қасиеттерінің қажетті деңгейімен және құрамымен анықталады.

Қорытынды


Тісті доңғалақтар болашақта машиналар мен механизмдердің негізгі элементтерінің бірі болып табылады және болып қала береді. Оларды қолдану аясы өте кең. Олар автомобиль, станок, авиация, ғарыш техникасы және басқа да машина жасау салаларында қолданылады.


Редукторлар әртүрлі күрделіліктегі механизмдерде қолданылады. Мысалы, сағаттар, автомобиль беріліс қорабы, редукторлар, электр ет тартқыштар, блендер, принтерлер және тағыда басқаларда.
Болаттан жасалған редукторлар ең берік және сенімді, егер сіз оларды қажетті қаттылыққа қосымша қатайтсаңыз. Болат берілістер ауыр жүктемелер мен бөлшектердің жоғары айналу жылдамдығы бар түйіндерде қолданылады. Берілістер ұзақ уақыт бойы бұзылмай және кенеттен істен шығуы үшін беріліс майы сияқты майлау материалын мұқият қадағалап, оның деңгейін бақылап, уақтылы өзгерту керек.
Болат және титан жоғары тозуға төзімді. Олардың тістері ауыр жүктемелерге төтеп береді. Олар жоғары жылдамдықты немесе жоғары қарсыласу күші бар механизмдерде қолданылады, сондықтан қызмет мерзімін арттыру үшін майлау материалдарын қолдану қажет. Олар массивті айналдырылған элементтердің тежелуі мезгіл-мезгіл болатын жүйелерде жұмыс істей алады, өйткені олардың тістері динамикалық әсерге төзімді.

Пайдаланған әдебиеттер





  1. Гжиров Р. - конструктордың қысқаша анықтамалығы 2017ж.

  2. А.И.Будур, В.Д.Белогуров болат конструкцияларын құрастырушының анықтамалығы.

  3. https://metall-servise.ru/shesterni-vidy-i-tehnologii-izgotovleniya/

  4. Болаттар мен қорытпалардың маркасы, ред. Сорокина В.Г.. Машина жасау, 2019 ж. 640с.

  5. Құрылымдық материалдар технологиясы: жоғары оқу орындарының машина жасау мамандықтарына арналған оқулық /А.М. Далский, А.Артюнова. Жалпы.ред. А.М.Дальский. - 2-ші басылым, қайта өңдеу. және қосымша. - Машина жасау.

  6. http://mion.tomsk.ru/

  7. Металлтану. Жоғары оқу орындарына арналған оқулық /А.П.Гуляев; 6 - шы басылым, қайта өңдеу және қосымша.

  8. http://ru.wikipedia.org/

  9. Гуляев А.П. Металл өңдеу. Жоғары оқу орындарына арналған оқулық 6 – ші бөлім. - М.: Металлургия.- 544б.

  10. Башнин Ю.А., Ушаков Б.К., Секей А.Г. Болатты термиялық өңдеу технологиясы. Учебник для ВУЗов. М.: Металлургия




Достарыңызбен бөлісу:




©emirsaba.org 2023
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет