Федеральне агентство з освіти Російської Федерації
Вологодський державний технічний університет
Кафедра Е і ТПП
Курсовий проект з дисципліни
Розробка технології виробництва
Розробка ресурсозберігаючого технологічного процесу виготовлення деталі В«втулкаВ» методом порошкової металургії
Виконав: ст. гр. МЕТ-21
Житков П.А.
Вологда
2009
Зміст
Введення
1. Інформація до проектування технологічного процесу
1.1 Термічна обробка прес-форми
1.2 Технологія режиму обробки різанням
1.3 Схема прес-форми
3. Класифікація деталі по групі складності
4. Розрахунок складу шихти аналітичним способом
5. Визначення маси наважки порошків
6. Розробка схеми ділянки порошкової металургії
6.1 Вибір преса
6.2 Вибір печі для спікання
Висновок
Список використаних джерел
Введення
спостерігається в Нині зростання обсягу виробництва заготовок з порошків пов'язаний з можливістю збільшення коефіцієнта використання матеріалу та специфічними властивостями порошкових деталей. Порошкова металургія знаходить все нові області застосування. Деталі автомобілів, мотоциклів, побутових приладів - це тільки деякі приклади з широкого різноманіття виробів з порошкових матеріалів.
Порошкова металургія має такі гідності, що зумовили її розвиток.
1) Можливість отримання таких матеріалів, які важко або неможливо отримувати ін методами. До них відносяться: деякі тугоплавкі метали (сплави та композиції на основі тугоплавких сполук (тверді сплави на основі карбідів і ін): композиції і т. н. псевдосплавів металів, не змішуються в розплавленому вигляді, в особливості при значній різниці в температурах плавлення (Наприклад, - композиції з металів і неметалів (графіт, пластмаса, окис і т.д.); пористі матеріали (для підшипників, фільтрів, ущільнень, теплообмінників) та ін
2) Можливість отримання деяких матеріалів та виробів з більш високими техніко-економічними показниками. Порошкова металургія дозволяє економити метал і значно знижувати собівартість продукції (наприклад, при виготовленні деталей литтям та обробкою різанням іноді до 60-80% металу втрачається в літники, йде в стружку тощо).
3) При використанні чистих вихідних порошків можна отримати спечені матеріали з меншим вмістом домішок і з більш точною відповідністю заданому складу, ніж у звичайних литих сплавів.
4) При однаковому складі і щільності у спечених матеріалів у зв'язку з особливістю їх структури в ряді випадків властивості вище, ніж у плавлених, зокрема менше позначається несприятливий вплив кращою орієнтування (текстури), яка зустрічається у ряду литих металів (наприклад, берилію) внаслідок специфічних умов затвердіння розплаву. [1]
Великий нестача деяких литих сплавів (наприклад, швидкорізальних сталей і деяких жароміцних сталей) - різка неоднорідність локального складу, викликана ліквацією при затвердінні. Розміри і форму структурних елементів спечених матеріалів легше регулювати, і головне, можна одержувати такі типи взаємного розташування і форми зерен, які недосяжні для плавленого металу. Завдяки цим структурним особливостям спечені метали більш термостійкі, краще переносять вплив циклічних коливань температури і напружень, а також ядерного опромінення, що дуже важливо для матеріалів нової техніки. [2]
1. Інформація до проектування технологічного процесу
ВТУЛКА - деталь машини або пристрою у вигляді порожнього циліндра (конуса), в отвір якого входить сполучається деталь. Втулки бувають суцільні і розрізні.
[7]
Зі збільшенням масштабів випуску і вдосконаленням методів виготовлення порошків зважаться такі проблеми порошкової металургії як: дорожнеча вихідних матеріалів. При масовому виробництві витрати пов'язані з необхідністю виготовлення індивідуальних пристосувань (прес-форм) для кожного виду деталей скоротяться до мінімуму. З дослідженням і використанням на виробництві одержання чистих порошків розпиленням розплавленого заліза вирішені такі проблеми як необхідність отримання достатньо чистих вихідних матеріалів.
Формувальний вузол прес-форми є основним, при розробці всієї конструкції прес-форми. Крім формувального вузла - матриці, пуансони, виштовхувача, стрижня, прес-форма додатково включає в себе такі деталі як: корпус, верхня і нижня формувальні плити, захвати, пуансонодержатель, направляючі колонки і втулки, кріпильні деталі. [3]
Схема маршрутно-технологічного процесу виготовлення деталі методом порошкової металургії
1.1 Термічна обробка прес-форми
З метою збільшення міцності і зносостійкості деталей прес-форми проводять термічну обробку. При призначенні режимів термічної обробки враховують то обставина, що необхідно забезпечити режимом Т.О. пуансонів менше ніж HRC матриці, це пов'язано з тим, щоб зменшити стирається знос матриці.
В якості матеріалу для формотворчих деталей прес-форм застосуються різні марки сталей:
1) Якщо прес-форма виготовляється як експериментальна, то можливо її виготовлення з вуглецевої інструментальної високоякісної сталі;
2) Для умов промислового виробництва застосують леговану сталь
В якості технологічного параметра термічної обробки, яка дозволяє отримати для однієї і тієї ж марки стали різні значення твердості служить температура відпустки.
У нашому випадку використовуємо сталь ШХ15. Це шарикопідшипникових сталь, з вмістом хрому 1,5%.
Термічна обробка для матриці:
Гарт з температурою нагріву до Т з = 840 В° С.
Потім низький відпустку при температурі Т від = 160 В° С.
Дана термічна обробка дозволяє отримати твердість матриці рівну 61 HRC.
Термічна обробка для пуансона:
Гарт з температурою нагріву до Т з = 840 В° С.
Потім середній відпустку при температурі Т від = 220 В° С.
В результаті середнього відпустки одержувана твердість пуансона дорівнює 59 HRC, що на 2 од. нижче твердості матриці.
Термічна обробка для допоміжних деталей прес-форми:
Призначимо термічну обробку для направляючих колонок і втулок. Умови роботи даних деталей супроводжується високим поверхневим зносом і вібрацією, тому матеріал деталі повинен поєднувати в собі наступні властивості:
1. висока поверхнева твердість для протидії зношуванню;
2. м'яку в'язку серцевину здатну сприймати динамічні навантаження.
Для виготовлення використовуємо цементуемие марки сталі з 0,25% З - 15Х, 20Х, 20ХН, 20ХНМ.
Цементація
Цементація стали - Поверхневе дифузійне насичення маловуглецевої сталі вуглецем з метою підвищення твердості, зносостійкості.
Цементації піддають низьковуглецеві (зазвичай до 0.2% C) і леговані сталі, процес у разі використання твердого карбюризатора проводиться при температурах 900-950 В° С, при газовій цементації (газоподібний карбюрізатор) - при 850-900 В° С.
Після цементації вироби піддають термообробці, що приводить до утворення мартенситной фази в поверхневому шарі виробу (гарт на мартенсит) з наступним відпуском для зняття внутрішніх напружень.
Цементація в твердому карбюризаторі
У цьому процесі насичувальна середовищем є деревне вугілля в зернах поперечником 3,5-10мм або кам'яновугільний напівкокс і торф'яний кокс, до яких додають активізатори.
Технологія процесу полягає в наступному: Завантаження деталей у сталевий ящик з герметичним піщаним затвором. Укладання деталей проводиться таким чином, щоб вони були покриті карбюризатором з усіх боків, не стикалися один з одним і стінками ящика. Далі ящик герметично закриваєть...
