Глава 1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИВАРНОГО ВИРОБНИЦТВА 4 страница
2. Сплави на основі магнію.Ці сплави в 4,5 раза легші від сплавів чорних металів і у 1,5 раза - від алюмінієвих. Заміна алюмінієвих сплавів магнієвими зменшує масу виливок на 25...30 % при збереженні їхньої міцності.
Ливарні властивості магнієвих сплавів нижчі від алюмінієвих. Магнієві сплави з масовою часткою 1...1,5% Sі або 1...2 % Мn мають низькі ливарні властивості, тому використовуються для невідповідальних виливків простої форми. Сплави магнію з масовою часткою 2...7 % АI і 1,5...З % Zn мають задовільні, а з масовою часткою 8... 10 % АI і 0,2... 1,5 % Zn - хороші ливарні властивості. Недоліком цих сплавів є легка окислюваність при виробництві виливків.
Фoрмові й стрижневі суміші для магнієвих сплавів готують з добавлянням 0,5... 1 % борної кислоти і 0,25...З % сірки, щоб запобігти вибуху при реакції магнію з вологою. Під дією температури рідкого металу сірка горить, утворюючи захисний газ, а борна кислота на поверхні форми і стрижнів утворює глазур, яка запобігає контакту металу з вологою суміші.
У великосерійному та масовому виробництві виливків сплави на магнієвій основі краще заливати у кокілі й лише в індивідуальному виробництві можна використовувати разові форми. Для запобігання запалюванню магнієвого сплаву при стиканні з повітрям у процесі заливання струмінь металу спиляють порошком сірки.
3. Сплави на основі мідімають хороші ливарні й достатньо високі механічні й антифрикційні властивості.
Прості латуні, які містять лише цинк, у ливарному виробництві не використовують через низькі ливарні властивості й сильне випаровування цинку, що погіршує умови праці. Спеціальні ливарні латуні містять менше цинку, але мають добавки інших елементів (Sі, Мn, АI та ін.), які підвищують ливарні й механічні властивості. Так, латунь з добавкою силіцію успішно замінює коштовні олов'янисті бронзи завдяки своїм ліпшим ливарним властивостям, особливо високій рідкотекучості. Свинцевиста латунь є хорошим ливарним сплавом для виготовлення виливків методом виливання під тиском та відцентровим виливанням.
Фoрмові й стрижневі суміші для одержання гладенької поверхні виливків із мідних сплавів виготовляють із дрібнозернистого кварцового піску. Виливки із алюмінієвих бронз мають значну усадку, тому при їх виготовленні треба встановити додатки і підводити рідкий метал до масивних перерізів виливка.
4. Виливки із сплавів титану.Промисловість випускає багато марок титанових сплавів. Для виготовлення фасонних виливків використовують титанові сплави таких марок: ВТЗ (5 % АI і 2,5 % Сr); ВТЗ-1 (5 % АI, 2 % Сr і 2 % Мо); ВТ5 (5 % АI); ВТ5-1 (5 % А1 і 2,5 % Sn); ВТ8 (6...7 % А1 і 3 % Мо). При виготовленні виливків із титанових сплавів у них може розчинятися азот і водень, які утворюють з титаном тверді розчини, що погіршують пластичність і ударну в'язкість.
Фoрмові й стрижневі суміші для виливків із титанових сплавів не можна виготовляти з традиційних формувальних матеріалів, оскільки титан активно взаємодіє з оксидами силіцію, алюмінію, магнію і цирконію. Внаслідок цього поверхневий шар виливків буде пористим, з великою кількістю газових раковин. Вогнетривким матеріалом при виготовленні форм для виливків із титанових сплавів є графіт. Форми з графіту забезпечують щільність металу і чисту поверхню виливка, але вони непіддатливі, що збільшує небезпеку утворення гарячих тріщин і виключає можливість виготовлення складних фасонних виливків. Виливки складної конфігурації виготовляють у пресованих графітових формах з використанням фенолформальдегідних смол як сполучника. Смола не тільки зв'язує зерна графіту, а й надає пластичності й піддатливості фoрмовій суміші. Хо-
роші результати одержані при виготовленні виливків із титанових сплавів у формах з білого електрокорунду на рідкому склі, а також методом виливання за витоплюваними моделями, при цьому вогнетривка оболонкова форма виготовляється на основі графіту.
Запитання і завдання для самоконтролю
1. В якому стані може бути вуглець у чавуні?
2. Що впливає на процеси графітизації і вибілювання чавуну?
3. Як впливає форма графітних включень на властивості сірого чавуну?
4. Як виготовляють виливки з ковкого чавуну?
5. Які особливості одержання виливків із високоміцного чавуну?
6. Які особливості виготовлення виливків із сталі?
7. Які кольорові сплави використовують для одержання виливків?
8. Які особливості виготовлення виливків із тугоплавких сплавів?
Розділ IVОБРОБКА МЕТАЛІВ ТИСКОМ
Глава 1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ
1. Суть і особливості обробки металів тиском
Обробка металів тиском ґрунтується на використанні однієї з основних властивостей металів - пластичності. Вона проявляється в незворотній зміні форми та розмірів тіла під дією зовнішніх сил без порушення його цілісності, яка супроводжується зміною структури та механічних властивостей металу.
Пластична деформація полягає в переміщенні одних атомів щодо інших на відстані, більші від міжатомних в одній кристалографічній площині. При зміщенні атомів без зміни відстаней між кристалографічними площинами силова взаємодія атомів не зникає, деформація відбувається без порушення суцільності тіла за рахунок ковзання (зсуву) однієї частини кристалу щодо іншої (рис. IV. 1, а). Проте цей зсув відбувається не при одночасному зміщенні атомів, а поступовим переміщенням мікрострибками вздовж площини ковзання порушень (дефектів) кристалічної будови. При одночасному зсуві частин кристалів потрібні були б напруження
Рис. IV. 1. Схеми ковзання (а) і зміни макроструктури металу
при його деформуванні (б, в, г)
в тисячі разів більші, ніж ті, що спостерігаються при деформації реальних металів.
При пластичній деформації, на відміну від пружної, немає лінійної залежності між напруженнями та деформаціями.
Методи формоутворення при обробці тиском здебільшого є об'ємними. Вони можуть бути також одноразовими, послідовними і періодичними, статичними і динамічними.
Оскільки при обробці тиском виготовлення виробів досягається пластичним переміщенням частинок металу, вона відзначається раціональним використанням матеріалу і незначними відходами. В цьому основна відмінність і перевага обробки тиском порівняно з обробкою різанням, при якій форма виробів досягається вилученням частини заготовки. Водночас завдяки використанню об'ємних одноразових чи послідовних методів формоутворення обробка тиском є високопродуктивною. Ці особливості зумовлюють зростання ролі обробки тиском у машинобудуванні. Такій обробці піддається близько 90 % сталі й більше ніж 50% кольорових металів.
2. Основні види обробки металів тиском
До основних видів обробки металів тиском належать прокатування, пресування, волочіння, кування, об'ємне і листове штампування.
Прокатуванням називають обтискання металу обертовими валками (рис. IV.2, а). За його допомогою отримують вироби з однаковою по довжині формою поперечного перерізу (прутки, дріт, рейки, листи, труби) або з формою, що періодично змінюється по довжині.
Пресування полягає у витисканні нагрітого металу із замкненої порожнини крізь отвір у матриці (рис. IV.2, б). Форма та розміри поперечного перерізу пресованих виробів відповідають конфігурації та розмірам цього отвору.
Волочіння - це протягування заготовки крізь отвір у волочильній матриці-волоці (рис. IV.2, в). Волочінням отримують тонкі сорти дроту, калібровані прутки, тонкостінні труби.
Рис. IV.2. Схеми основних видів обробки металів тиском
Кування - процес деформування нагрітої заготовки між бойками молота або преса (рис. ІV.2, г). Зміна форми та розмірів заготовки досягається послідовно дією бойків чи інструменту на різні ділянки заготовки.
Об'ємне штампування полягає в одночасному деформуванні всієї заготовки в спеціальному інструменті - штампі на молотах, пресах або горизонтально-кувальних машинах (рис. IV.2, д). Форма та розміри внутрішньої порожнини штампа визначають конфігурацію і розміри поковок.
Листове штампування призначене для виготовлення плоских та об'ємних порожнистих деталей з листа або стрічки за допомогою штампів на холодноштампувальних пресах (рис. ІV.2, е).
3. Теоретичні аспекти обробки тиском
Теоретичні положення обробки тиском становлять основу раціональної побудови всіх технологічних процесів обробки металів тиском. Вони дають можливість обгрунтувати визначення умов деформації, які б забезпечили раціональний вибір і розрахунок заготовок, найвищу пластичність і обробку з найменшими зусиллями і витратами енергії.
1. Основні закони пластичного деформуванняє основою теорії обробки тиском. Такими законами є:
•закон незмінності об'єму металу до і після деформації, на основі якого роблять розрахунки заготовок, а також розрахунки переходів формоутворення при різних операціях обробки тиском;
•закон подібності, який стверджує, що при пластичному деформуванні в однакових умовах геометричне подібних тіл з однакового матеріалу відношення зусиль деформування дорівнює квадрату, а відношення витрачених робіт - кубу відношень відповідних лінійних розмірів. Цей принцип забезпечує можливість моделювання процесів обробки тиском;
•закон найменшого опору, за яким кожна з точок деформованого тіла, що може переміщуватися в різних напрямах, переміщується в напрямі найменшого опору. Використання цього закону дає можливість для раціонального вибору форми перерізу заготовок для конкретних умов обробки. Наприклад, одержати осадкою круглі в перерізі поковки можна із заготовок з квадратним перерізом.
Слід враховувати, що в реальних умовах деформування через вплив певних факторів (зокрема, контактного тертя між інструментом і заготовкою) може бути деяке відхилення від наведених вище закономірностей пластичного деформування.
2. Механічна схема деформації.Для аналізу процесів обробки тиском потрібно знати напружений і деформований стан металу.
Напружений стан в малому елементарному об'ємі визначають схемою головних напружень. Головні напруження - це нормальні напруження, що діють в трьох взаємно перпендикулярних площинах, на яких дотичні
Рис. IV.3. Схема головних напружень і деформацій
напруження дорівнюють нулю. На рис. IV.З, а...г наведено схеми головних напружень, які найчастіше трапляються при обробці тиском.
Деформований стан визначається схемою головних деформацій, тобто деформацій у напрямах, перпендикулярних до площин, на яких немає дотичних напружень (рис. ІV.3, д...є). При цьому згідно з законом незмінності об'єму
ε1 + ε2 + ε3 = 0.
Сукупність схем головних напружень та головних деформацій називають механічною схемою деформації, яка відтворює схему діючих сил і визначає характер формоутворення.
Опір деформуванню залежить від схеми головних напружень, а схема головних деформацій зумовлює характер зміни фізико-механічних властивостей металу при деформуванні.
4. Фактори, що впливають на пластичність металу
1. Вплив складу.Найбільшу пластичність мають чисті метали. Сплави - тверді розчини більш пластичні, ніж сплави, що утворюють хімічні сполуки. Компоненти сплавів впливають також на їхню пластичність. З підвищенням кількості вуглецю пластичність сталі зменшується. Сталі, що містять понад 1,5 % вуглецю, майже не піддаються куванню. Силіцій знижує пластичність сталі, тому киплячу маловуглецеву сталь (08кп, 10кп) з малим вмістом силіцію застосовують при виготовленні деталей холодним штампуванням глибоким витяганням.
У легованих сталях хром і вольфрам зменшують, а нікель та ванадій підвищують пластичність сталі. Сірка з залізом утворює сульфід (FеS), що у вигляді евтектики розміщується на границях зерен і при нагріванні до 1000 °С розплавляється. Внаслідок цього зв'язок між зернами порушується, і сталь стає крихкою. Таке явище називається червона ламкістю. Манган, утворюючи тугоплавку сполуку Мп8, нейтралізує шкідливу дію сірки. Фосфор збільшує міцність, твердість сталі, але зменшує, особливо при низьких температурах, пластичність та ударну в'язкість, спричинюючи холодноламкість сталі.
2. Вплив температури. Зпідвищенням температури нагріву пластичність металів зростає, а міцність зменшується. Проте у вуглецевих сталей при
Рис. IV.4. Механічна схема деформації:
а - при волочінні; б - при пресуванні
температурі 100...400 °С пластичність знижується, а міцність підвищується. Цей інтервал температур називається зоною крихкості, або синьоламкості, сталі, що пояснюється появою найдрібніших частинок карбідів, нітридів на площинах зсуву деформації.
При температурі близько 1000 °С міцність сталі зменшується більше ніж у 10 разів.
3. Швидкість деформації - зміна ступеня деформації ε за одиницю часу dε/dt. (Від швидкості деформації слід відрізняти швидкість деформування
що дорівнює швидкості переміщення деформуючого інструмента.)
Механічні властивості металів визначаються при швидкості деформування до 10 мм/с. Обробку тиском на пресах та кувальних машинах виконують при швидкості робочих органів 0,1...0,5 м/с, а на молотах у момент удару 5...10 м/с. При цьому швидкість деформації становить 200...250 1/с. Ще більші швидкості виникають при штампуванні на високошвидкісних лотах (20...30 м/с), штампуванні вибухом та електромагнітному.
З підвищенням швидкості деформації границя міцності зростає, а пластичність зменшується. Особливо різко зменшується пластичність деяких високолегованих сталей, магнієвих та мідних сплавів. При обробці тиском нагрітого металу це можна пояснити впливом двох протилежних процесів: зміцненням при деформації та знеміцненням внаслідок рекристалізації. При великих швидкостях деформації знеміцнювання може відставати від зміцнення.
4. Напружений стан значно впливає на пластичність металу. Залежно схеми напруженого стану пластичність металів можна змінювати в широких межах. При однакових за схемою головних деформацій і наслідками процесах обробки тиском, наприклад пресуванні й волочінні (рис. IV.4), можуть бути різні схеми головних напружень і, отже, різна пластичність.
Чим більші стискальні й менші розтягувальні напруження, тим вища пластичність металу. Найсприятливішими для обробки тиском є умови всебіч-
- ного нерівномірного стискання (див. рис. IV.3, а). Тому пресуванням можна обробляти тиском навіть крихкі метали. При куванні стискальні напруження можна підвищити, використовуючи замість плоских фігурні бойки.
5. Холодна та гаряча обробка металів тиском
1. Зміцнення та рекристалізація металів.При деформації металів підвищується щільність дефектів кристалічної будови та зростає опір їх переміщенню. З підвищенням ступеня деформації границі міцності й текучості, а також твердість зростають, а пластичність і в'язкість зменшуються, зростають залишкові напруження. Зміцнення металів при пластичній деформації називається наклепом. Унаслідок зміцнення пластичні властивості металів можуть погіршитися настільки, що подальша деформація спричинить руйнування.
При зміцненні метал переходить до термодинамічне несталого стану з підвищеним рівнем внутрішньої енергії, тому він намагається самочинно перейти до більш сталого стану. При нагріванні зміцненого металу до температури, що становить 0,2...0,3 від температури плавлення Тпл (поверненні), частково зменшуються спотворення кристалічної решітки та внутрішні напруження без істотної зміни мікроструктури та властивостей деформованого металу.
При нагріванні деформованих металів вище ніж 0,4 Тпл утворюються нові рівноважні зерна, і властивості металу відновлюються до їхніх вихідних значень перед деформацією. Процес утворення нових центрів кристалізації та нових рівноважних зерен у деформованому металі, що супроводжується зменшенням міцності, зростанням пластичності та відновленням інших властивостей, називається рекристалізацією. Найменша температура, при якій починаються рекристалізація та знеміцнювання металу, є температурою рекристалізації. Розмір зерна після рекристалізації залежить від ступеня та швидкості деформації, а також від температури та тривалості нагрівання.
2. Холодне та гаряче деформування.Залежно від температурно-швидкісних умов при деформуванні можуть відбуватися два протилежних процеси: зміцнення, спричинене деформацією, та знеміцнення, зумовлене рекристалізацією. Відповідно розрізняють холодне та гаряче деформування. Холодне деформування відбувається при температурах, нижчих від температури рекристалізації, і супроводжується зміцненням металу. Гаряче деформування проходить при температурах, вищих від температури рекристалізації. При гарячому деформуванні відбувається також зміцнення металу (гарячий наклеп), але воно повністю знімається в процесі рекристалізації. Під час рекристалізації пластичність металу вища, а опір деформуванню приблизно в 10 разів менший, ніж при холодному деформуванні. Деформування, після якого відбувається тільки часткове знеміцнювання, називається неповним гарячим деформуванням.
6. Вплив обробки тиском на структуру і механічні властивості металів та сплавів
1. Зміна структури литого металу при деформуванні.Структура зливків, що є вихідними заготовками при обробці тиском, неоднорідна (див. рис. IV. 1, б). Основу її складають зерна первинної кристалізації (дендрити) різних розмірів та форми, на границях яких накопичуються домішки та неметалеві включення. В будові зливка є також пори, газові раковини. Високий ступінь деформації при підвищеній температурі приводить до подрібнення зерен, а також до часткового заварювання пор.
2. Волокнистість.Зерна та міжкристалічні прошарки з підвищеним вмістом неметалевих включень витягуються у напрямі найбільших розтягувальних деформацій. У результаті структура металу набуває волокнистої (смугастої) будови (див. рис. IV. 1, в). Волокнистість впливає на механічні властивості, спричинює їх анізотропію. В поперечному напрямі ударна в'язкість на 50...70 %, відносне звуження - на 40 %, відносне видовження - на 20 % менше, ніж уздовж волокон. Наявність смугастої мікробудови та анізотропії властивостей у деформованому металі потрібно враховувати при проектуванні та виготовленні деталей. Треба намагатись отримати в них таке розташування волокон, щоб найбільші розтягувальні напруження діяли вздовж, а перерізні зусилля - поперек волокон, щоб вони не перерізувалися при обробці різанням. Бажано, щоб біля поверхні деталі волокна відповідали її обрису (див. рис. IV. 1, г). Якщо потрібно підвищити пластичність металу в поперечному напрямі, то слід зробити обтискування заготовки вздовж волокон, тобто змінити механічну схему деформації. Найбільш рівномірна волокнистість досягається при схемі головних деформацій з розтягувальною деформацією в одному напрямі і з двома стискальними деформаціями (див. рис. IV.3, д).
Запитання і завдання для самоконтролю
1. Які переваги обробки тиском порівняно з іншими видами обробки?
2. Суть основних видів обробки тиском.
3. Основні закони пластичного деформування.
4. Який з видів обробки тиском забезпечує найсприятливішу механічну схему деформації?
5. Вплив швидкості деформації на механічні властивості металів.
6. Яка різниця між гарячим і холодним деформуванням?
Глава 2. НАГРІВАННЯ МЕТАЛІВ ПЕРЕД ОБРОБКОЮ ТИСКОМ
7. Температурний інтервал і режим нагрівання
Для підвищення пластичності й зменшення опору деформуванню метали та сплави перед обробкою тиском нагрівають до певної температури. Для кожного металу існує свій температурний інтервал (діапазон тем-
- ператур початку і закінчення обробки), в якому забезпечуються оптимальні умови гарячої обробки тиском. Нагрівання металу супроводжується явищами, які слід враховувати, вибираючи температуру та режим нагрівання.
1. Окислення металів.При нагріванні сталі вище 700 °С поверхневий шар окислюється з утворенням окалини, яка складається з оксидів заліза Fe2O3, Fe3O4, FeO. 3 підвищенням температури до 1330...1350 °С окалина плавиться і залізо горить (з утворенням снопа яскраво-блакитних іскор). Витрати металу на окалину (вигар) за одне нагрівання в полуменевій печі становлять 1,5...2,5 %, а при електронагріванні-0,4...0,7 %. Крім незворотних втрат металу, утворення окалини, що має високу твердість, в 1,5...2 рази підвищує інтенсивність спрацювання деформуючого інструмента.
При високих температурах поряд з окисленням заліза відбувається зне-вуглецьовування поверхневого шару внаслідок вигоряння вуглецю. Глибина зневуглецьованого шару становить 0,2...0,5 мм, а іноді 1,5...2,0 мм.
Для зменшення окислення металу застосовують електронагрівання заготовок у захисній атмосфері.
2. Перегрівання і перепалювання.При високих температурах нагрівання інтенсивно зростає зерно. Це явище називається перегріванням. Перегріта сталь характеризується гіршими механічними властивостями - зменшення відносного видовження і ударної в'язкості становить майже 25 %. Структуру перегрітої сталі здебільшого можна виправити відпалюванням.
При нагріванні сталі до температури, близької до температури плавлення, відбувається інтенсивна дифузія кисню в глиб металу, утворення оксидів на границях зерен та розплавлення легкоплавких міжзернистих прошарків, що спричинює появу тріщин і втрату пластичності. Це явище називається перепалюванням. Наслідків його не можна позбутися термічною обробкою, і перепалений метал доводиться відправляти на переплавлення.
3. Температурний інтервал гарячої обробки тиском.Для найбільшого підвищення пластичності металу температура початку обробки має бути якомога вищою, але не повинна спричиняти перегрівання та перепалювання. Температура закінчення обробки має бути вищою за температуру рекристалізації і фазових перетворень.
Температурний інтервал гарячої обробки тиском вуглецевих сталей з 0,2...0,7 % вуглецю становить 1280...800 °С; з 0,8...1,3 % вуглецю -1100... 760 °С. Мідні сплави обробляють в інтервалі температур 900...700 °С; дуралюмін - 470...400 °С; титанові сплави - 950...730 °С; магнієві сплави - 420...300 °С; сплави хрому - 1800...1000 °С; вольфрамові сплави - 2000... 1600 °С.
4. Режим нагрівання.Заготовки нагріваються нерівномірно. У початковий момент нагріваються зовнішні шари, а потім за рахунок теплопровідності - серцевина. При значній різниці температур поверхні й осердя виникають температурні напруження (ззовні - стискальні, зсередини -розтягувальні), які можуть призвести до появи тріщин. Загроза їх утворення більша у легованих та литих сталей, у яких менша теплопровід-
- ність вона зростає також із збільшенням перерізу заготовки. Тому заготовки з легованих сталей діаметром понад 150 мм нагрівають поступово (методично) в два етапи: повільне нагрівання і витримування при 700... .800 °С, а потім нагрівання до потрібної температури з найбільш можливою швидкістю.
8. Основні види нагрівальних пристроїв
1. Види нагрівальних пристроїв.Пристрої для нагрівання заготовок перед обробкою тиском поділяють на нагрівальні печі та електронагрівники. Нагрівальні печі використовують частіше для нагрівання зливків великих І середніх заготовок. Електронагрівальні пристрої як і печі застосовують для нагрівання дрібних та середніх заготовок.
У печах теплота від стінок нагрівальної камери до заготовок передається випромінюванням і частково конвекцією. В електронагрівальних пристроях теплота виділяється в самому металі, який нагрівається під дією електромагнітного поля (індукційне нагрівання) або електричного струму (електроконтактне нагрівання).
2. Типи печей.Залежно від джерела енергії нагрівальні печі є полуменеві і електричні. В полуменевих печах теплота утворюється при згорянні рідкого (мазуту) або газоподібного палива. В електричних печах теплота виникає при проходженні струму через металеві або карборундові опори, вмонтовані в стінках нагрівальної камери. Вони використовуються переважно для нагрівання кольорових сплавів.
За принципом дії розрізняють печі камерні і методичні.
3. Камерні печіможуть бути переносними (для нагрівання заготовок до пи мм) І стаціонарними.
Робочий простір печі (нагрівальна камера) 3 (рис. IV.5, а), яка футерована вогнетривкою цеглою, нагрівається при спалюванні палива за допомогою двох форсунок 2 (або пальників) і має однакову температуру Заготовки 1, розміщені на поді печі, завантажуються крізь вікно 5. Продукти згоряння виводяться крізь димохід 4 і використовуються для нагрівання до 200...300 °С повітря, яке надходить у піч, що підвищує ККД печі.
Печі для нагрівання великих заготовок обладнують різними пристроями, що полегшують завантаження і вивантаження. Використовують печі зі штовхачами, карусельні, конвеєрні, з висувним подом.
Різновидом камерних печей є нагрівальні колодязі, які застосовують для нагрівання великих зливків при прокатуванні і куванні В них заготовки розміщуються вертикально і завантажуються зверху краном.
4. Методичні печіпризначені для нагрівання великих заготовок під прокатування і кування у великосерійному виробництві. Печі мають велику довжину (8...22 м) і три зони з різною температурою. Заготовки 1 (рис. IV.5, б), поступово переміщуючись назустріч гарячим газам уздовж печі, проходять зони підігрівання І (600...800 °С), максимального нагрі-
Рис. IV.5. Полуменеві печі для нагрівання заготовок
- вання ІІ (1350 °С), де відбувається основне згоряння палива за допомогою форсунок або пальників 2, і зону витримування ІІІ (1200... 1300 °С), в якій вирівнюється температура по перерізу заготовки. Продукти згоряння з температурою 700 °С направляють в рекуператори для підігрівання повітря. Заготовки штовхачем 6 проштовхуються крізь піч по охолоджуваних напрямних трубах 7 і вивантажуються крізь вікно 8.
Печі для нагрівання заготовок діаметром до 120 мм мають дві зони нагрівання (600...700 °С та 1250... 1300 °С) і називаються напівметодичними.
5. Електричні нагрівальні пристрої.Індукційне нагрівання ґрунтується на появі в заготовці, що розміщується в змінному електромагнітному полі, змінних струмів. Унаслідок поверхневого ефекту (скін-ефекту) із зростанням частоти струму глибина поверхневого шару, в якому індукуються змінні струми і який нагрівається, зменшується. Тому при нагріванні заготовок діаметром до 150 мм використовується частота 500...8000 Гц, а для більших заготовок - 50 Гц. Індуктор у вигляді багатовиткового соленоїда по діаметру заготовки виконують із мідної трубки, що охолоджується водою.
Електроконтактне нагрівання, що ґрунтується на виділенні теплоти при проходженні струму через заготовку (за законом Джоуля-Ленца), застосовують для нагрівання сталевих заготовок діаметром до 75 мм. Напруга при цьому становить 5...15 В, сила струму - до 5000 А. Кінці заготовок, що затискуються між мідними струмопідвідними контактами, нагріваються на 200...300 °С вище від її середньої частини. Цей метод раціонально використовувати для нагрівання сталевих заготовок сталого перерізу і значної довжини.
Швидкість електронагрівання у 8... 10 разів вища, а інтенсивність утворення окалини в 4...5 разів менша, ніж при нагріванні в печах. Перевагами його є також поліпшення санітарних умов праці й можливість автоматизації процесу. Обмежувальні фактори: висока вартість генератора високої частоти і необхідність заміни індуктора із зміною розмірів і форми заготовки при індукційному нагріванні, низька стійкість (до 1000 циклів) струмопідвідних контактів при електроконтактному нагріванні.
Запитання і завдання для самоконтролю
Дата добавления: 2016-02-09; просмотров: 1641;