Основными легирующим элементом является хром, содержание которого обычно составляет 0,8 – 1,1%. Легирующие элементы, увеличивая прочность стали, понижают её пластичность и вязкость. Стали, легированные хромом, применяются особо широко (40х и45х).
Легирующие элементы могут растворятся либо в аустените, либо в феррите, образуя твёрдые растворы (хром в том числе). Взаимодействуя с железом, легирующие элементы могут образовывать интерметаллические соединения. Искажение кристаллической решётки железа оказывает влияние на свойства феррита, что снижает его ударную вязкость.
Влияние хрома на свойства феррита проявляется более значительно после термической обработки.
4 Выбор вида заготовки и описание метода и способа ее получения для заданной детали.
Значение параметров отливки.
| Параметр | Размеры ,мм | |||||
| Ø72h9 | Ø94 | 45 | Ø48F8 | Ø82h9 | 37 | |
| Класс размерной точности | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 |
| Степень коробления элементов отливки | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| Степень точности поверхностей отливок | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 | 13 |
| Класс точности массы отливок | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 |
| Допуск размеров отливки, мм | 5,0 | 5,0 | 4,4 | 4,4 | 5,0 | 4,0 |
| Допуск формы и расположение элементов отливки, мм | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,40 | 0,40 |
| Допуск неровностей отливки, мм | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 | 0,80 |
| Общие допуски элементов отливки | 0,64 | 0,64 | 0,56 | 0,56 | 0,64 | 0,56 |
| Ряд припусков | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| Допуск массы отливки, % | 20,0 | 20,0 | 20,0 | 20,0 | 20,0 | 20,0 |
| Минимальный литейный припуск на сторону, мм | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 | 0,6 |
| Вид окончательной обработки поверхности | Чистовая | Полу-чистовая | Полу-чистовая | Чистовая | Полу-чистовая | Полу-чистовая |
| Общий припуск на сторону, мм | 3,6 | 3,4 | 3,3 | 3,4 | 3,4 | 3,3 |
| Размер отливки по диаметру | 76 | 98 | 49 | 38 | 86 | 33 |
Определение массы детали:
1) S1 = πr² = 3,14*31² = 3017.54
V = 3017,54*10 = 30175,40
S2 = 3,14*21² = 1384,74
V = 1384,74*10 = 13847,40
Vпаза = 5*6*10 = 300 V1 =30175,40- 13847,40 – 300 = 16028
2) S2 = 3,14*47² = 6936,26
V = 6936,26*17,5 = 121384,55
V2 = 121384,55 – 13847,4 – 300 = 107237,15
3) S = 3,14*41² = 5278,34
V = 5278,34*17,5 = 92370,95
V3 = 92370,95 – 13847,4 – 300 = 78223,55
Vобщ = 16028+107237,15+78223,55 = 201488,7 = 201,48
m = V*ρ = 201,48*7,8 = 1571,54 (гр)
Литьё в кокиль.
Сущность способа состоит в получении отливок с помощью заливки сплава в многократно используемую металлическую форму – кокиль. Металлические формы обычно изготавливают из серого или легированного чугунов, углеродистой или легированной сталей, иногда из алюминиевых сплавов, поверхность которого для повышения стойкости покрывают тонким слоем тугоплавкой и прочной окиси алюминия. По конструкции они могут быть неразъёмными (вытряхными) и разъёмными. Неразъёмные кокили применяют для получения отливок более простой конфигурации, которые можно удалять без разъёма формы. Более сложные и крупные отливки получают в разъёмных кокилях. Они обычно состоят из двух частей – полуформ с вертикальной, горизонтальной или сложными плоскостями разъёма. При сложной форме металлический стержень делают разборным.
Для увеличения срока службы и улучшения качества отливок внутреннюю поверхность форм покрывают облицовками и красками, которые образуют тонкое огнеупорное покрытие.
Процесс состоит из следующих основных операций. Рабочую поверхность формы покрывают слоем облицовки и краски и проводят сборку с установкой стержней. Перед заливкой форма должна быть нагрета: для получения отливок из стали – до 150-300° С, алюминиевых сплавов и чугуна – до 200-400° С и т.д. в зависимости от толщины стенок и сложности формы изделий. Если температура нагрева будет недостаточной, быстро охлаждающийся сплав снижает свою жидкотекучесть и тонкостенная, сложная форма не заполнится. Отливку извлекают в горячем состоянии, поддерживая оптимальную температуру формы определённым ритмом работы.
Достоинства: кокиль является формой многократного использования, в которой можно получить огромное количество отливок из более легкоплавких цветных сплавов, мелких и средних отливок из чугуна. Вследствие быстрого затвердевания сплав получает выгодную мелкозернистую структуру, что определяет его высокие механические свойства. В металлических формах получают отливки с повышенной точностью по размерам и хорошей чистотой поверхности. Недостатки: трудность изготовления сложных по конфигурации отливок, невозможность получения тонкостенного литья. У чугунных отливок, как правило, получается отбеленный поверхностный слой, возникают большие напряжения, и поэтому для них необходим отжиг.
При отливке стальных деталей формы имеют невысокую стойкость. Недостатком является и ограниченность массы отливок, высокая стоимость сложность изготовления кокилей. Экономически целесообразно этот метод литья применять в массовом и крупносерийном производстве.
Литьё в оболочковые формы.
При этом способе детали получают в тонкостенных формах-оболочках (толщиной 6-15 мм), изготовленных из высокопрочных песчано-смоляных смесей. Форма состоит из 2-х оболочковых полуформ, соединенных по вертикальной или по горизонтальной линии разъёма путём склеивания или при помощи скоб, струбцин и т.п. Для получения внутренних полостей в отливках при сборке формы в неё устанавливают сплошные или полые песчано-глинистые или песчано-смоляные стержни.
Формовочные песчано-смоляные смеси для оболочковых форм состоят из огнеупорного материала – песка (92-96 %), связующего – термореактивной смолы 4-8 % и некоторых добавок.
Наиболее широко используется высококачественный мелкозернистый кварцевый песок с минимальным содержанием глины. Наиболее качественным связующим для оболочковых форм является пульвербакелит-фенолформальдегидная смола с добавками уронотропина.
Металлическую подмодельную плиту нагревают до 200-250 °С и покрывают разделительным составом, насыпают и уплотняют формовочную смесь. Смола плавиться, затвердевает за 10-20 секунд, излишек удаляется, а оболочку с модельной плитой помещают в печь, нагревая до 300-350° С в течение 1-3 минут.
На поверхность модели и подмодельной плиты наносят для предупреждения прилипания и облегчения снятия оболочки разделительный состав. Затем происходит формирование оболочки.
Собранные формы небольших размеров с горизонтальной плоскостью разъёма укладывают для заливки на слой песка. Формы с вертикальной плоскостью разъёма и крупные формы для предохранения от коробления и преждевременного разрушения устанавливают в контейнеры и засыпают чугунной дробью.
Литье в оболочковые формы имеет ряд преимуществ. Использование мелкозернистого песка и металлической оснастки обеспечивает получение гладкой рабочей поверхности форм и стержней. При заливке формы имеют большую прочность и жесткость, что обеспечивает высокую точность размеров. Высокая газопроницаемость оболочек, что защищает поверхность от пригара. По мере выгорания смолы форма теряет свою прочность и разрушается, не препятствуя свободной усадке сплава и упрощая выбивку отливки. Процесс изготовления оболочковых форм легко механизировать и автоматизировать.
Недостатком являются ограничение размеров и массы отливок – примерно до 100 кг. С увеличением толщины сечения и при отливке массивных деталей из чугуна и стали при заливке расплава смола в оболочках быстро выгорает и качество поверхности деталей ухудшается. Пульвербакелит и другие связующие имеют высокую стоимость.
Ковка.
Процесс ковки состоит из чередования в определенной последовательности основных и вспомогательных операций. Каждая операция определяется характером деформирования и применяемым инструментом.
К основным операциям ковки относятся осадка, протяжка, прошивка, отрубка, гибка.
Осадка – операция уменьшения высоты заготовки при увеличении площади ее поперечного сечения. Протяжка – удлинение заготовки или ее части за счет уменьшения площади поперечного сечения. Разгонка – увеличение ширины части заготовки за счет уменьшения ее толщины. Прошивка – получение полостей в заготовке за счет вытеснения металла. Отрубка – отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем внедрения в заготовку деформирующего инструмента – топора. Гибка – придание заготовки изогнутой формы.
Оборудование для ковки выбирают в зависимости от режима ковки данного металла или сплава, массы поковки и ее конфигурации. Необходимую мощность оборудования обычно определяют по приближенным формулам или справочным таблицам.
Ковки выполняют на ковочных молотах и ковочных гидравлических прессах.
Молоты – машины динамического ударного действия. Гидравлические прессы – машины статического действия.
Технологические требования к деталям, получаемым из кованных поковок, сводится к тому, что поковки должны быть наиболее простыми, очерненными цилиндрическими поверхностями и плоскостями.
Механизация ковки – важная задача улучшения условий труда и повышения производительности, так как ковка – трудоемкий и малопроизводительный процесс. При ковкие массивных поковок многие операции могут быть осуществлены вручную.