Особенности технологического процесса химико-термической обработки самонарезающих винтов в условиях ОАО «ММК-МЕТИЗ»

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Особенности технологического процесса химико-термической.
Носов А. Д., Чукин В. ВСоколов А.А. идр.
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
УДК 621. 785. 01:621. 882. 21
Носов А. Д., Чукин В. В., Соколов А. А., Гусева Е. Н., Вахитова Ф. Т.
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ САМОНАРЕЗАЮЩИХ ВИНТОВ В УСЛОВИЯХ ОАО «ММК-МЕТИЗ»
В ОАО «ММК-МЕТИЗ» для термической обработки самонарезающих вингов используется конвейерный агрегат итальянской фирмы «Automation Service». Отработка технологии нача-лась после завершения пусконаладочных работ.
Процесс производства самонарезающих винтов включал в себя следующие технологические операции:
— подготовку металла к холодной штамповке (волочение, отжиг, фосфатирование, калибрование) —
— высадку заготовок и накатку резьбы-
— химико-термическую обработку-
— приемочный контроль по всем переделам-
— упаковку.
Подготовка катанки к штамповке проводится в сталепроволочном цехе и включает:
1) подготовку катанки к волочению (травление, промывка, нанесение подсмазочного слоя, сушка) —
2) волочение на промежуточный размер-
3) светлый отжиг, подготовку передельной проволоки к волочению на готовый размер-
4) волочение на готовый размер.
Волочение на промежуточный и готовый
размер производится на волочильных станах, светлый отжиг — в колпаковых садочных печах.
Высадка заготовок самонарезающих винтов выполняется на холодновысадочных автоматах, накатка резьбы — на резьбонакатных автоматах.
Окончательное формирование потребительских свойств происходит на операции химикотермической обработки — нитроцементации.
Основными свойствами, которые контролируются после нигроцеменгации, являются:
— твердость поверхности и сердцевины-
— глубина нигроцеменгованного слоя-
— крутящий момент.
По ходу технологического процесса термической обработки винтов контролировались:
— температура по зонам печи нигроцеменга-
ции и отпуска-
-температура моечных растворов и растворов дефосфатирования-
— температура закалочного масла и бака с эмульсией-
— время прохождения изделий по операциям технологического процесса-
— углеродный потенциал атмосферы по зонам печи нитроцементации-
— расход эвдогаза, аммиака-
— производительность процесса.
При настройке режимов термической обработки на агрегате нитроцементации основными варьируемыми параметрами процесса являлись температура по зонам печи насыщения, углеродный потенциал атмосферы и расход аммиака. Температура в печи нитро цементации изменя -лась от 860 до 900оС, углеродный потенциал ат-мосферы — в пределах от 0,65 до 0,86% С, расход аммиака изменялся от 0,4 до 0,6 м3/ч. Температура масла в закалочном баке составляла около 40 °C. Время пребывания изделий в печи насыщения — 30 мин, в печи отпуска — 50 мин, в закалочном баке — 30 мин
По ходу процесса химико-термической обработки через каждые 2 ч работы отбирались об -разцы для контроля качества продукции. Оцени -валась степень соответствия контролируемых параметров изделий нормативным требованиям. Систематическая работа по освоению производства позволила в конечном итоге сформировать значимый массив производстве иных данных, на основе которого в дальнейшем был установлен наиболее результативный вариант режима ниг-ро цементации.
Первоначально настройка и регулирование параметров технологического процесса осуще-ствлялась в ручном режиме. После насыщения и последующей закалки в масле уровень по —
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
верхностной твердости находился в пределах 341… 733 HV, сердцевины — 204… 380 HV при глубине диффузионного слоя 0,1. 0,15 мм. Предел прочности при кручении ВИНГОВ COOT -ветствовал интервалу 1,46. 4,01 Н-м. Принятый температурный режим процесса не обеспе-чил формирования требуемого уровня свойств изделий по всему комплексу параметров, регламентированных в технологической документации. Дальнейшая отработка процессов химико-термической обработки на агрегате нитроцементации проводилась в автоматическом ре -жиме. Заданный углеродный потенциал атмо-сферы поддерживался дозированной (пульсирующей) подачей природного газа в печь ниг-роцеменгации.
Анализ производственных данных показал, что увеличение температуры в печи нитроцементации не обеспечивает желаемой стабильности свойств изделий. По твердости сердцевины и крутящему моменту часть винтов не соответствовала требованиям технических условий. Возможной причиной неполного соответствия качества продукции нормативным требованиям могла служить низкая прокаливаемость углеродистой стали (нелегированной) с содержанием углерода от 0,18 до 0,24%, не обеспечивающая необходимой степени упрочнения металла при за -калке изделий в масле.
С учётом анализа результатов испытаний было принято решение о переходе на сталь 20 Г, от -личающуся более высокими характеристиками прокаливаемости за счет легирования марганцем.
Управление составом атмосферы в печи насыщения при нитроцементации винтов из стали 20 Г проводилось в автоматическом режиме. Процесс осуществлялся при температурах 860−890°С. Производительность агрегата варьировалась объемом рабочей загрузки ленты конвейера. При углеродном потенциале атмосферы 0,65−0,85% С изменение расхода аммиака от 0,40 до 0,65 м3/ч обеспечило формирование требуемой глубины диффузионного слоя и за -данной твердости поверхности винтов после закалки в масле МЗМ-16 и последующего отпуска при 170 °C. Продолжительность операций насыщения, закалки и отпуска соответствовала 30 мин. При указанных выше параметрах про -цесса твердость поверхности и сердцевины, глубина слоя нитро цементации для винтов
Содержание основных элементов в стали 20 Г (ГОСТ 4543−71), %
С Si Mn S P
не более
СЧ1 р г-^ о г- со р О О 7 О о 0,040 0,035
диаметром 3,5 и 4,2 мм находились в пределах регламентированных значений.
Химический состав стали 20 Г приведен в таблице.
Дальнейшая эксплуатация агрегата обеспечила воспроизводимость результатов термической обработки при тиражировании принятых режимов насыщения, закалки и отпуска изделий.
Переход при производстве самонарезающих винтов на катанку из стали марки 20 Г решил проблему получения стабильных свойств при нитро цементации. Но при штамповке изделий на винтах возникали трещины. Возможными причинами появления трещин являлось наличие мелких раскатанных пузырей. С целью снижения прочностных свойств заготовки перед штамповкой принято решение о переходе на производст-во винтов из стали марки 15 Г. В настоящее время вдет освоение процессов штамповки и термообработки винтов из стали марки 15 Г.
Для оптимизации качества продукции в дальнейшем целесообразен селективный отбор плавок стали в подкате, поступающем на переработку в изделия осваиваемого сортамента. При ис-пользовании в производстве сталей с повышенным содержанием углерода и марганца, увеличивающим прокаливаемость, может быть достигнут больший эффект упрочнения сердцевины изделий, что исключит случаи отклонения свойств винтов от нормативных значений при испытаниях на скручивание.
Экономически и технологически оправданным может быть также расширение номенклатуры обрабатываемых сталей, в частности применение сталей, легированных бором (12Г1Р, 20Г2Р и др.). Борсодержащие стали весьма технологичны на операциях холодной объемной штамповки и широко применяются в производ-стве крепежных изделий Преимуществами бо-ристых сталей являются повышенная пластичность и вязкость, хорошая деформируемость в холодном состоянии, высокая прокаливаемость, усталостная прочность и сопротивление изгибу.
* Пробжма повышения качества крепежных изделий / Чукин В. В., Артюхин В. И., РубинГ.Ш. и др. // Вести. МГТУ им. Г И. Носова. 2007. № 4. С. 99−102.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой