WYDZIAŁ INŻYNIERII MECHANICZNEJ I MECHATRONIKI

Instytut Inżynierii Materiałowej

Zakład Metaloznawstwa i Odlewnictwa

PROJEKT

Temat: Opracować proces obróbki cieplnej zadanego detalu.

Agnieszka Meljon

IM1-31

Rok ak. 2009/2010

Prowadzący: dr inż. W. Jasiński

Karta skróconego procesu

1. Ilość elementów: 100 000 sztuk;

2. Czas produkcji: 212 dni

3. Czas jednego cyklu: 4h 3min

4. Ilość cykli: 834 cykle

* Rodzaj materiału: 40H

* Objętość detalu: 46 660

* Masa detalu: 363,87 g

*Temperatura węgloazotowania 850 ºC

* Temperatura hartowania: 850 ºC

* Atmosfera: regulowana, ochronna

* Wytwornica atmosfery regulowanej: CZOR-1

* Ośrodek chłodzący: olej

* Rodzaj oleju: THERMISOL QWA460

* Czas chłodzenia: 5 min.

* Substancja myjąca: AKORINOL VG-3

* Czas mycia i suszenia: 20 min.

* Atmosfera: Powietrze

* Temperatura odpuszczania: 200 ºC

* Czas chłodzenia: 24 min.

1. Graficzny dobór materiału

1.1. Na podstawie wykresu ustalono granicę plastyczności materiału
przy wytrzymałości na rozciąganie
= 900 Mpa.

= 790 MPa

1.2. Na podstawie wykresu ustalono twardość stali po odpuszczaniu przy zadanej granicy plastyczności
= 790 MPa.

= 29 HRC

1.3. Na podstawie wykresu ustalono wymagana twardość stali po hartowaniu przy temperaturze odpuszczania 500 ºC i czasie odpuszczania 1h.

= 36 HRC

1.4. Na podstawie wykresu ustalono ilość węgla, jaką powinna zawierać stal na zadany detal przy założeniu twardości po hartowaniu równej 36HRC oraz 80% zawartości martenzytu w rdzeniu.

Stal o 80% zawartości martenzytu w rdzeniu i twardości równej 36HRC zawiera co najmniej 0,21% węgla.

1.5. Równoważny przekrój kołowy w miejscu najmniejszego odprowadzania ciepła:

Ze wzoru

= 32

= 11,25

= 10,7

Średnica równoważnego przekroju kołowego: 21,4 mm

1.6 z rys. 5 odczytano odległość od czoła próbki przy chłodzeniu w oleju.

Odległość od czoła próbki: 12,5 mm

1.7 Określenie gatunku stali, wymagania.

- min. 0,21% węgla

- twardość po hartowaniu w odległości 12,5 mm wynosi 36 HRC

Dobrano stal konstrukcyjną do ulepszania cieplnego 40H:

Skład stali:

C 0,4%

Mn 0,7%

Cr 1,0%

Ni max0,3

temperatura hartowania w oleju 850˚C

temperatura odpuszczania 500˚C

2. Parametry procesu

2.1. Czas nagrzewania do temperatury austenityzacji i temperatury węgloazotowania (850˚C)

;

- współczynnik zależny od kształtu przedmiotów i sposobu ich ułożenia w trzonie pieca

- orientacyjny wskaźnik czasu grzania przedmiotu

- średnica zastępcza przedmiotu

Przyjęto 24 min.

2.2. Czas węgloazotowania i austenityzacji

60 min.

2.3. Czas chłodzenia

5 min.

2.4. Czas mycia i suszenia

20 min.

2.5. Czas nagrzewania do odpuszczania

29,96

Przyjęto 30 min.

2.6. Czas wygrzewania przy odpuszczaniu

min.

2.7. Czas chłodzenia po odpuszczaniu - swobodne, na powietzru

24 min.

2.8. Czas mycia i suszenia po odpuszczaniu

= 20 min.

2.9. Całkowity czas procesu technologicznego

= 243 min.

2.10. Zarys procesu technologicznego

3. Dobór urządzeń

3.1. Piec do hartowania

Piec elektryczny komorowy przelotowy TFQ-2-EM z wanną chłodzącą

Temperatura znamionowa 1000˚C

Moc 57kW

Wymiary przestrzeni użytkowej:

- szerokość 450mm

- wysokość 300mm

- długość 650mm

Maksymalna ładowność 180kg

Ciśnienie gazu 1,5-3,4kPa

Napięcie 3x380 / 220

Wanna chłodząca z olejem THERMISOL QWA460

Rozmieszczenie elementów w piecu

Na palecie znajduje się 40 elementów, są 3 palety.

Masa wsadu z paletami: 115 kg

3.2. Urządzenie do mycia i suszenia

WP-2-E +DW-2-E

WP-2-E

Temp. znamionowa 80˚C

Moc znamionowa 20kW

Wymiary przestrzeni użytkowej:

- szerokość 450mm

- wysokość 300mm

- długość 650mm

Maksymalna ładowność 180kg

DW-2-E

Temperatura znamionowa 80˚C

Moc znamionowa 12kW

Wymiary przestrzeni użytkowej:

- szerokość 450mm

- wysokość 300mm

- długość 650mm

Maksymalna ładowność 180kg

3.3. Piec do odpuszczania

Piec do niskiego ospuszczania DLS-2-E

Temperatura znamionowa 430˚C

Wymiary przestrzeni użytkowej:

- szerokość 450mm

- wysokość 300mm

- długość 650mm

Masa wsadu 180kg

4. Obciążenie urządzeń

Obciążenie urządzenia określamy w [%]

Rodzaj urządzenia	Czas wykorzystania w jednym cyklu [min.]	% wykorzystania urządzenia w cyklu
Piec do hartowania	89	40
Urządzenie do mycia i suszenia	40	17
Piec do odpuszczania	90	43

Literatura:

1. Luty W. „Poradnik inżyniera - obróbka cieplna stopów żelaza” Warszawa 1977

2. Dobrzański L. A. „materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe” Warszawa 2006

- 3 -

---