Instytut Inżynierii Materiałowej
Zakład Metaloznawstwa i Odlewnictwa
Wojciech Teszke
IM1-31
Karta skróconego procesu
1. Ilość elementów: 100000 sztuk;
2. Czas produkcji: 61dni
3. Czas jednego cyklu: 2h 10min
4. Ilość cykli: 309 cykle
* Rodzaj materiału: 35HM
* Objętość detalu: 22554mm^3
* Masa detalu: 177,27g
* Temperatura hartowania: 850ºC
* Atmosfera: regulowana, ochronna
* Wytwornica atmosfery regulowanej: CZOR-1
* Ośrodek chłodzący: olej
* Rodzaj oleju: THERMISOL QWA460
* Czas chłodzenia: 5min
* Substancja myjąca: AKORINOL VG-3
* Czas mycia i suszenia: 15min
* Atmosfera: Powietrze
* Temperatura odpuszczania: 540ºC
* Czas chłodzenia: 24min
Dobór materiału i parametrów procesu
Graficzny dobór materiału
1.1Na podstawie wykresu przeliczam wartość Rm na Re
Rm=1000MPa
Re=850MPa
1.2 Na podstawie wykresu określamy twardość detalu po odpuszczeniu
Re=850MPa
H po odpuszczaniu = 32HRC
Na podstawie wykresu określamy twardość detalu po hartowaniu
H po odpuszczaniu =32HRC Odpuszczanie w temp. 500˚C i czasie 60min
H po hartowaniu =39HRC
1.4 Na podstawie wykresu wyznaczam minimalną zawartość węgla w stali
Stal by spełnić warunki zadania czyli twardość 39HRC i 80% martenzytu w rdzeniu musi zawierać co najmniej 0,28%C
1.5 Na podstawie wykresu przy założeniu że zastępcza średnica pręta wynosi 22,26mm i chłodzenie odbywa się w oleju wyznaczamy odległość od czoła próbki
Odległość od czoła próbki wynosi 12mm
1.6 Określenie gatunku stali
a. Minimalna zawartość węgla 0,28%C
b. Twardość po hartowaniu 39HRC, odległość od czoła próbki 12mm
Dobrano stal konstrukcyjną do ulepszania cieplnego 35HM
Skład stali:
C 0,34-0,4%
Mn 0,4-0,7%
Si 0,17-0,37%
Pmax 0,035
Smax 0,035
Cr 0,9-1,2
Ni max0,3
Mo 0,15-0,25
temperatura hartowania w oleju 850˚C
temperatura odpuszczania 540˚C
Parametry procesu
2.1 Czas nagrzewania do temp. austenityzacji 850˚C
τ nagrzewanania aust.= n * τ1 * d
n - współ. Zależny od kształtu przedmiotu i sposobu ich ułożenia w trzonie piecu
τ1 – orientacyjny wskaźnik czasu grzania przedmiotu
d – średnica zastępcza przedmiotu
τ nagrzewanania aust.= 1,4*0,8*22,26=24,93min
Przyjęto 25min
2.2 Czas austenityzacji
τaustenityzacji= 0,2 * d
τaustenityzacji= 0,2 * 22,26 = 4,4min
Przyjęto 5min
2.3 Czas chłodzenia
τchłodzenia.hart.= 5 min
2.4 Czas mycia i suszenia.
τmycia i suszenia=15 [min]
2.5 Czas nagrzewania do odpuszczania
τ nagrzewnia do odpuszczania.= n * τ1 * d
τ nagrzewnia do odpuszczania=1*1, 4*22,26=31,16min
Przyjęto 32min
2.6 Czas wygrzewania przy odpuszczaniu
t1=500˚C τwygrzewania=60 min
t2=540˚C
(t1+273)(c+lgT1)=(t2+273)(c+lgT2)
(500+273)(19+lg1)=(540+273)(19+lgT2) c=19
-0,93=lgT2
T2=0,4h
T2=24min
2.7 Chłodzenie po odpuszczaniu: swobodne na powietrz
τchłodzenia=24min
2.8 Całkowity czas procesu technologicznego
τcałkowity=130min
2.9 Zarys procesu technologicznego
Dobór urządzeń
Piec do hartowania
Piec elektryczny komorowy przelotowy w atmosferach ochronnych TFQ-2-EM z wanną chłodzącą
Temperatura znamionowa 1000˚C
Moc 57kW
Wymiary przestrzeni użytkowej:
Szerokość 450mm
Wysokość 300mm
Długość 650mm
Max. ładowność 180kg
Ciśnienie gazu 1,5-3,4kPa
Napięcie 3x380 / 220
Rozmieszczenie elementów w piecu
Na palecie znajduje się 108 elementy elementy ułożone na trzech palecie
Masa wsadu z paletą 123kg
Urządzenie do mycia i suszenia
WP-2-E +DW-2-E
Dane techniczne WP-2-E
Temp. znamionowa 80˚C
Moc znamionowa 20kW
Wymiary przestrzeni użytkowej:
Szerokość 450mm
Wysokość 300mm
Długość 650mm
Masa wsadu 180kg
DW-2-E
Temperatura znamionowa 80˚C
Moc znamionowa 12kW
Wymiary przestrzeni użytkowej:
Szerokość 450mm
Wysokość 300mm
Długość 650mm
Masa wsadu 180kg
Piec do odpuszczania
Piec do wysokiego odpuszczania w atmosferach ochronnych DLR-2-ER
Temperatura znamionowa 760˚C
Moc znamionowa 22,1kWh
Wymiary przestrzeni użytkowej:
Szerokość 450mm
Wysokość 300mm
Długość 650mm
Masa wsadu 180kg
Obciążenie urządzeń
Na wykonanie 100000sztuk potrzeba 61dni.
Rodzaj urządzenia: Czas wykorzystania % wykorzysta urządzenia
urządzenia[min]
Piec do hartowania: 35 56
Urządzenie do mycia i suszenia 15 24
Piec do odpuszczania 56 90
Literatura:
Jabłoński S. „Mały poradnik hartownika” Warszawa 1964
Dobrzański L. A. „Metaloznawstwo i obróbka cieplna stopów metali” Gliwice 1995