Instytut Inżynierii Materiałowej

Zakład Metaloznawstwa i Odlewnictwa

Paweł Pleskot

IM1-31

Karta skróconego procesu

1. Ilość elementów: 60000 sztuk;

2. Czas produkcji: 40 dni

* Rodzaj materiału: 35HM

* Objętość detalu: 22554mm^3

* Masa detalu: 200 g

* 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

1. Graficzny dobór materiału

1.1 Na podstawie wykresu określamy twardość detalu po odpuszczeniu

Re= 759MPa

H _{po odpuszczaniu.}= 27 HRC

2Na podstawie wykresu określamy twardość detalu po hartowaniu

H _{po odpuszczaniu} =27HRC Odpuszczanie w temp. 500˚C i czasie 60min

H _{po hartowaniu} =34HRC

1.3 Na podstawie wykresu wyznaczam minimalną zawartość węgla w stali

Stal by spełnić warunki zadania czyli twardość 34HRC i 70% martenzytu w rdzeniu musi zawierać co najmniej 0,21%C

1.4 Na podstawie wykresu przy założeniu że zastępcza średnica pręta wynosi 37mm i chłodzenie odbywa się w oleju wyznaczamy odległość od czoła próbki

Odległość od czoła próbki wynosi 24mm.

1.6 Określenie gatunku stali na wykonanie zadanego detalu.

Stal ta musi spełniać następujące warunki:

a) zawierać minimum 0.21% węgla;

b) twardość po hartowaniu wynosi 34HRC w odległości 24mm.

Dobrano stal konstrukcyjną do ulepszania cieplnego 35HM

Skład stali:

C 0,34-0,4%

Mn 0,4-0,7%

Si 0,17-0,37%

P_max 0,035

S_max 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*24=26,88min

Przyjęto 27min

2.2 Czas austenityzacji

τ_{austenityzacji}= 0,2 * d

τ_{austenityzacji}= 0,2 * 25 = 7,4 min

Przyjęto 8 min

2.3 Czas chłodzenia

τ_{chłodzenia.hart}.= 6 min

2.4 Czas mycia i suszenia.

τ_{mycia i suszenia}=15 [min]

2.5 Czas nagrzewania do odpuszczania

τ _{nagrzewnia do odpuszczania.}= n * τ₁ * d

τ _{nagrzewnia do odpuszczania}=1*1, 4*37=51,8 min

Przyjęto 52min

2.6 Czas wygrzewania przy odpuszczaniu

t1=500˚C τ_wygrzewania=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

τ_chłodzenia=24min

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 ułożone na trzech palecie

Masa wsadu z paletą 150kg

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

DW-2-E

Temperatura znamionowa 80˚C

Moc znamionowa 12kW

Wymiary przestrzeni użytkowej:

• Szerokość 450mm

• Wysokość 300mm

• Długość 650mm

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

Obciążenie urządzeń

Na wykonanie 60000sztuk potrzeba 40dni.

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

---