Технологические процессы термической обработки и правила безопасности

В рамках курсового проекта по дисциплине «Материаловедение и ТКМ» наиболее важным является этап по разработке операций термической обработки детали с выбором необходимого оборудования, оснастки и инструмента.

Технологический процесс - это совокупность последовательных действий по изменению физико-механического состояния предметов труда с целью придания необходимых технических характеристик. Разработка технологического процесса термообработки начинается с изучения технических условий на изделие. Обычно в технических условиях указывается твердость поверхности изделия, толщина слоя после термической обработки, величина допустимой деформации и другие показатели. После изучения технических условий выбирают основные операции термической обработки, тип оборудования, инструмент и т.д. Технологический процесс термической обработки деталей включает в себя подготовительные, основные, отделочные и контрольные операции.

Подготовительные операции включают в себя комплекс мероприятий, направленных на предохранение изделий от образования трещин и других видов дефектов, например, обезжиривание деталей перед азотированием, укладку их в поддоны, защиту и изоляцию отдельных мест и т.д.

Основные операции включают в себя нагрев изделий для закалки, нормализации, отжига, отпуска, ХТО и т.д., выдержки и охлаждения. Вы- бор вида термической обработки обусловливается техническими требованиями к поверхностям деталей по физико-механическим свойствам. Заготовительная операция Предварительная термическая об- работка Черновая механическая обработка Окончат. термообработка Чистовая механическая об- работка Контроль Отделочные операции состоят из очистки поверхности деталей, рихтовки и правки после коробления и т.д. Контрольные операции являются заключительными в технологическом процессе. В них входят контроль твердости, толщины слоя после ХТО и закалки токами высокой частоты (ТВЧ) и т.п. Контроль осуществляется как представителями организации-изготовителя, так и заказчика. Разработка технологических процессов термической обработки в общем случае включает в себя следующие работы: определение последовательности и содержания технологических операций; назначение и расчет режимов обработки; выбор оборудования; нормирование процесса; выбор средств контроля и испытаний; оформление рабочей документации на технологический процесс. Выбор вида термической обработки Все виды термической обработки в зависимости от назначения делятся на предварительные и окончательные. Предварительная термообработка проводится для улучшения обрабатываемости материала режущим инструментом, повышения его пластичности, снятия внутренних напряжений и улучшения структуры. Предварительной термообработке подвергаются заготовки деталей машин. К видам предварительной термической обработки, как правило, относятся: отжиг, нормализация, улучшение. Краткая характеристика видов предварительной термической обработки и область их применения представлены в табл.2. Окончательная (упрочняющая) термообработка проводится для придания требуемых эксплуатационных характеристик (твердость, износостойкость и т.д.) поверхностям деталей машин. Все детали, подвергаемые окончательной (упрочняющей) термообработке, можно разделить на две группы. К первой группе относятся дета- ли, работающие на трение, поэтому проведенная термообработка должна обеспечить необходимую твердость, износостойкость поверхностного слоя. Ко второй группе относятся детали, испытывающие при работе значительные нагрузки различного характера: растягивающие, изгибающие, крутящие, контактные. В деталях, испытывающих в процессе эксплуатации растягивающие и сжимающие нагрузки, напряжения по сечению распределены более или менее равномерно. Для таких деталей применяют сквозную закалку и от- пуск. В деталях, работающих на изгиб, кручение или при высоких контактных нагрузках, сквозное упрочнение сечения не обязательно, но, желательно поверхностное упрочнение при сохранении вязкой сердцевины.

При отжиге, нормализации, закалке и отпуске должны выполняться правила, касающиеся обслуживания печей, работающих на газовом топливе и с электрическим нагревом.

При обслуживании печей, работающих на газовом топливе, необходимо соблюдать следующие правила: а) газовые горелки печей должны зажигаться поочередно: пуск газа в горелку разрешается только после поднесения к выходному отверстию горелки зажженного запальника; б) если при пуске агрегата горелка потухла, то перед повторным ее зажиганием топка и дымоход должны быть тщательно провентилированы; в) при проскоке пламени необходимо выключить газовую горелку и после ее остывания устранить причину проскока и только после этого вновь разжечь горелку; г) эксплуатация печей, работающих на газе, в случае их неисправности, а также при нарушении тяги запрещается; д) включенные в работу печи не разрешается оставлять без присмотра; при прекращении подачи газа должны быть немедленно перекрыты отключающие устройства на вводе газопровода и у печей.

При обслуживании электрических печей основное внимание должно быть обращено на выполнение правил электробезопасности. Все токонесущие части электрических печен должны быть изолированы или ограждены. Ограждения и другие металлические нетоконесущие части должны быть заземлены. Электрические печи должны иметь блокировку для автоматического выключения нагревательных элементов при открывании дверец печи. Клещи и другие приспособления для переноса нагретых деталей должны соответствовать размеру и профилю удерживаемых деталей. Рукоятки инструмента, применяемого для ручной загрузки деталей в печь, выгрузки их из печи, должны быть такой длины, чтобы руки рабочих не подвергались действию высокой температуры.

В печи-ванны нужно загружать только предварительно просушенные соли. Уровень расплавленных солей не должен превышать 3/4 высоты ванны. Пленка и шлаки из ванны должны удаляться через каждые 2—3 ч с помощью специальных, предварительно просушенных ковшей с отверстиями. В ванны нужно загружать только совершенно сухие детали. Для уменьшения окисления и улетучивания расплавленных солей зеркало ванны следует покрывать защитным слоем, например слоем серебристого графита. Работа на печах-ваннах производится обязательно в очках и рукавицах.

Масляные закалочные ванны нужно оборудовать специальными спускными кранами, устанавливаемыми в ее нижней части, для отвода воды в случае ее попадания в ванну. Для закалки нужно применять масло с температурой вспышки не ниже 170° С. Максимальная температура нагрева масла при закалке не должна превышать 80—85° С. Закалочные ванны должны быть оборудованы плотно закрывающимися крышками, чтобы в случае возникновения пожара можно было немедленно закрыть ванну и прекратить доступ воздуха к горящему маслу. Ванны должны быть оборудованы местной вытяжной вентиляцией.

При работе на установках для глубокого охлаждения необходимо соблюдать следующие основные правила техники безопасности:

а) детали, подвергающиеся обработке холодом, необходимо тщательно обезжирить и просушить;

б) нельзя курить в помещении, где находится жидкий кислород;

в) работать надо в хлопчатобумажном костюме, прочной обуви, брюках на выпуск, в рукавицах и очках, так как попадание брызг охлаждающей жидкости на тело вызывает сильные ожоги.