Реферат Курсовая Конспект
Термическая обработка стали - раздел Связь, Практические советы радиолюбителю Механические Свойства Углеродистых И Легированных Сталей Во Многом Зависят О...
|
Механические свойства углеродистых и легированных сталей во многом зависят от соответствующей термической обработки. Термически обработанный инстру-
.10
мент (особенно режущий) работает без заточки более продолжительное 'время, чем незакаленный. Детали какого-либо устройства (оси, рычаги, втулки и т. п.), термически обработанные, даже после длительной эксплуатации вырабатываются значительно меньше и реже требуют замены.
Закалка. Углеродистая или легированная сталь, нагреваемая до определенной температуры с последующим быстрым охлаждением, приобретает новые свойства:
становится более твердой (но хрупкой) и антикоррозийной. Это происходит вследствие изменения кристаллической структуры металла.
Средой для охлаждения служат вода, масло, масляная эмульсия и т. д., причем в разных средах скорость охлаждения закаливаемой детали различна. Чем быстрее сталь охлаждается, чем ниже конечная температура закаливания, тем тверже становится сталь, В табл. 2 приведены скорости охлаждения стали в различных средах.
Таблица 2
В практике радиолюбителей для охлаждения углеродистых сталей обычно применяют раствор поваренной соли, для легированных сталей — масло; для закалки мелких сверл используют иногда сургуч. При этом надо помнить, что масло на поверхности стали образует плотную пленку окислов, которая впоследствии может стать антикоррозийным (или декоративным) покрытием.
На рис. 2 показаны зависимости твердости углеродистой стали от термической обработки.
Напомнив основные правила закалки стали. 1. Каждая марка стали при закалке должна нагреваться до определенной температуры (рис. 3). При на-
Рис. 2. Зависимости твердости углеродистой стали от термической обработки
греве выше допустимой температуры сталь теряет свои свойства. Это относится и к процессу отжига.
2, При частичной закалке инструмента (только губки кусачек или жало крейчмейселя) необходимо «размыть» границу между закаленной частью детали и незакаленной. Для этого следует быстро покачивать деталь вверх—вниз, так чтобы уровень охлаждающей жидкости колебался у границы закаливаемой части детали.
12
Для легированных сталей допускаются следующие температуры закалки: для сталей марок У7 и У7А-— 800—820° С; для сталей Марок У8, У8А, У8Г. У8ГА— 780—800° С (обычно калятся в воде); для сталей марок у9— у 13— 760-— 780° С (обычно калятся в воде).
Хромистые стали закаливаются при температуре 830—860° С; хромокремнистые стали—при 820—860° С
(калятся обычно в масле, температура отпускания 150° С); хромовольфрамовые стали—при 800—820° С (калятся в воде, температура отпускания 150° С).
В табл. 3 приведены варианты закалки некоторых видов инструмента.
В заводских условиях рабочий, разогревая деталь, следит за ее температурой по термометру, установленному на печи, или пользуется специальным прибором — пирометром.
AdJIJIJ . . • » , t u J I *->.-——-
Радиолюбитель после небольшой тренировки может с достаточной точностью определить температуру раскаленной детали по цвету, а именно:
темно-коричневый (заметен в темноте) — 530— 580° С;
коричнево-красный — 580— 650° С;
темно-красный *~ 650— 730° С;
темно-вишнево-красный — 730— 770° С;
вишнево-красный — 770— 800° С;
светло-вишнево-красный — 800— 830° С;
светло-красный — 830— 900° С;
оранжевый ~ 900-1050°^ С;
темно-желтый — 1050—1150° С;
светло-желтый -- 1150—1250° С;
ярко-белый -1250-1350° С.
В разделе «Технологии и конструкции» описаны газовые горелки, на которых можно закаливать любую сталь.
При закалке мелких деталей и частей инструмента можно легко перекалить их. Во избежание этого пользуются оправдавшим себя способом: раскаляют плоскую крупную болванку, на которую кладут мелкую деталь. Цвет раскаленной детали определяют по цвету самой болванки.
Небольшие детали из малоуглеродистых сталей (марок 30, 35, 40) слегка разогревают, посыпают железисто-синеродистым калием (желтая кровяная соль, употребляемая в фотографии) и вновь помещают в огонь. Как
только обсыпка сварится, деталь опускают .в охлаждающую среду. Железистосинеродистый калий сваривается при температуре около 850° С, что соответствует температуре закалки этих марок стали.
Отпуск. При закалке в металле образуются большие внутренние напряжения, что крайне нежелательно, так как напряжения и кристаллическая структура делают
сталь очень хрупкой.
Термический процесс, называемый отпуском, позволяет снизить хрупкость стали до допустимых пределов, сохранив при этом твердость, приобретенную сталью при закалке. При отпуске закаленную стальную деталь разогревают до относительно небольшой температуры и затем постепенно охлаждают обычно на открытом воздухе.
Иногда процессы отпуска и закалки совмещают, т. е. закаливаемую деталь охлаждают в жидкости не до конца, а до температуры отпуска, затем охлаждают ее на открытом воздухе. Конечно, неопытному человеку это сделать трудно. Поэтому обычно сначала калят деталь, а затем ее отпускают.
Температура разогрева стальной закаленной детали при отпуске определяется по так называемым цветам побежалости, которые получаются в результате образования пленок окиси различных цветов, соответствующих определенным температурам разогрева. Деталь перед отпуском должна быть тщательно зачищена. •
В табл. 4 указаны цвета побежалости и соответствующие им температуры для углеродистых сталей.
Таблица 4
При отпуске небольших деталей (как и при закалке) |м необходимо нагревать какую-нибудь болванку и на нее- -Г класть отпускаемую деталь. При этом цвет побежало- ••Ш сти следует наблюдать на самой детали, я Одним из способов отпуска небольших деталей яв- ^ ляется разогрев детали в расплавленном свинце. ••^Ш В табл. 5 приведены температуры отпуска некоторых я
инструментов. Д
Отжиг. Если необходимо изготовить какой-либо ин- ' струмент, используя металл другого, закаленного ранее инструмента, последний надо сначала отжечь. ,
Отжиг используется также при неудачной закалке или при необходимости перекаливания данного инструмента для обработки другого металла (например, если сверло для меди нужно перекалить для сверления чугуна).
При отжиге закаленный ранее инструмент (деталь)
нагревают до определенной температуры (рис. 3) и затем постепенно охлаждают на открытом воздухе; при этом сталь теряет все свои свойства, полученные при
закалке.
Цементация. Термический процесс, при котором поверхность детали получает дополнительное количество
16 Зак. 652
углерода и вследствие этого изменяет свои механические свойства, называется цементацией. Обычно ее производят в кузнечном горне или муфельной печи, иногда же для этой цели используют горелки. При этом раскаленную деталь непрерывно посыпают мелким древесным
углем.
Как правило, цементации подвергают поверхность
тисков, иногда губки плоскогубцев и т. п.
Антикоррозийные и декоративные покрытия стали (железа)
Антикоррозийные и декоративные покрытия предохраняют сталь (железо) от ржавления. Ниже рассматриваются различные способы покрытия стальных деталей, такие, как фосфатирование, оксидирование, химическое никелирование и т. п. Процесс электрохимического хромирования не рассматривается, так как он очень
сложен.
i Оксидирование—самый простой способ покрытия де-) талей. Этот процесс нетрудоемкий и не требует особых
) затрат.
I В эмалированной посуде разводят один из указанных ниже растворов и при повышенной температуре
раствора в него опускают зачищенную, отполирован-
| ную, декапированную * и пассивированную ** деталь.
Ниже приведено несколько рецептов растворов (в весовых частях) для оксидирования, а также указаны время нахождения детали в растворе и температура.
Декапирование детали производят в течение 1 мин в 5% растворесерной кислоты; пассивирование—в одном из следующих растворов:
— в 5% растворе хромовой кислоты (75° С);
— в насыщенном растворе хромпика (60° С);
— в мыльном растворе (100° С).
Воронение (как и оксидирование) — простое покрытие стальной детали пленкой окислов, которая предотвращает коррозию металла. Вороненые детали имеют приятный цвет от синих до черных тонов.
При воронении деталь шлифуют и, если надо, полируют; затем тщательно обезжиривают, нагревают до температуры 220—325° С и протирают ветошью, смоченной конопляным маслом (другие растительные масла дают менее приятные цвета воронения).
Примечание. Закаленные детали, у которых температура отпуска ниже 220—325° С, не воронятся во избежание потери ими механических своИств.
Фосфатирование. В процессе фосфатирования на поверхности стальной детали образуется защитная пленка, обладающая высокими антикоррозийными свойствами.
Зачищенная, отполированная, обезжиренная и декапированная (в течение 1 мин в 5% растворе серной кислоты) стальная деталь погружается в горячий раствор (35 г/л} мажефа (фосфорно-кислые соли марганца и железа). Температура раствора должна быть 97—99° С.
Процесс проходит бурно, выделяется большое количество водорода. Через 1—1,5 час выделение водорода прекращается, но деталь выдерживается в растворе еще 10—15 мин, после чего тщательно промывается горячей водой, сушится и смазывается маслом.
Лаки и краски очень хорошо ложатся на фосфати-рованные детали.
Химическое никелирование. Химически никелированные детали красивы на вид и устойчивы к действию влаги. Химическое никелирование создает более прочное покрытие, чем электрохимическое. Кроме того, химическим способом можно никелировать внутренние поверхности трубок и других деталей сложной конфигурации.
Деталь, предназначенную для никелирования, тщательно зачищают. Если необходимо блестящее никелирование, деталь полируют до зеркального блеска. Затем деталь обезжиривают в одном из следующих растворов.
1-й раствор: едкийнатр (или калий)—50—100 г/л;
жидкое стекло (силикатный клей) — 2 г/л.
2-й раствор:сода кальцинированная
(или поташ) — 100—150 г/л;
жидкое стекло — 2—3 г/л.
3-й раствор:едкий натр — 7 г/л;
сода кальцинированная — 15 г/л;
фосфорнокислый натрий — 3 г/л;
мыло — 1 г/л.
4-й раствор:едкий натр — 4 г/л;
сода кальцинированная — 16 г/л;
поташ — 3 г/л;
перекись марганца — 1 г/л.
5-й раствор: сода кальцинированная — 20 г/л;
хромпик — 1 г/л.
• После обезжиривания деталь промывают в проточной воде и декапируют в 5% растворе серной (или соляной) кислоты, затем промывают еще раз и помещают в эмалированный сосуд со следующим раствором:
хлористый никель — 30 г/л;
гипофосфит натрия —10 г/л;
У 19
натриевые соли уксусной, лимонной, муравьиной или янтарной кислот (можно заменить гликолиевым натрием) — 10 г/л.
Температура раствора должна быть около 90° С, при этом толщина никелевого покрытия нарастает со скоростью 10 мк/час.
По достижении желаемой толщины покрытия деталь извлекают, промывают теплой водой и протирают сухой ветошью. Детали, никелированные под блестящее покрытие, дополнительно полируют.
Примечания: 1. В процессе никелирования (да и во всех других) желательно применять дистиллированную или дождевую
(снеговую) воду.
2. При никелировании внутренних поверхностей трубок (и других сложных по конфигурации деталей) необходимо обеспечить постоянный приток раствора в труднодоступные места детали (трубки).
Электрохимическое окрашивание. При электрохимическом окрашивании стали получается красивое декоративное покрытие. В сочетании с лаками оно служит надежной антикоррозийной защитой. Сталь можно окрашивать в любой цвет.
Раствор, в котором производится окрашивание, состоит из следующих компонентов:
медный купорос —60 г/л;
сахар (рафинад) — 90 г/л;
едкий натр — 45 г/л.
Сначала растворяют медный купорос в '/4 воды, затем в полученный раствор добавляют сахар. Отдельно в ^4 воды растворяютедкий натр и к нему небольшими порциями (при помешивании) добавляют раствор медного купороса с сахаром. После полного смешения растворов доливают остальную воду.
Деталь зачищают, полируют и обезжиривают в одном из растворов, применяемых при никелировании, а затем тщательно промывают в теплой воде.
Из красной меди (желательно марок МО, Ml) изготовляют дополнительный электрод. К детали и электроду подключают батарейку от карманного фонаря (или другой источник постоянного тока 4—6 в). Плюс батареи подключают на медный электрод, минус — на де-
таль. Строго соблюдая очередность, опускают в раствор сначала медный электрод, затем деталь. Через 5— 10 сек. батарея отключается и окрашивание идет без
подключенной батареи.
За период от 2 до 25 мин деталь окрашивается в следующие цвета (по порядку их появления): коричневый, фиолетовый, синий, голубой, светло-зеленый, желтый, оранжевый, красно-лиловый, зеленовато-синий, зеленый, розово-красный.
Деталь можно вынимать из раствора (проверяя
окраску) и опускать снова в раствор—процесс будет идти нормально. При 'выдержке детали в растворе более 25—30 мин процесс циклически повторяется много
раз.
Для получения более контрастных цветов необходимо добавить в раствор 20 г/л углекислого натрия.
По достижении нужного цвета деталь вынимают из раствора, промывают, сушат и покрывают бесцветным
лаком.
Цветная пленка легко снимется с детали, если протереть ее нашатырным спиртом.
Окраска стали (железа). Детали аппаратуры из стали (железа) можно покрывать всеми видами красок и
лаков.
Чтобы покрытия были прочным'и, необходимо металл
тщательно зачищать и грунтовать соответствующими грунтами (каждому виду красок должны соответствовать определенные типы грунтовок, см. приложение).
При зачистке стальные (железные) детали на длительное время погружают в керосин, затем снимают с
них ржавчину и обезжиривают.
Ржавую поверхность хорошо протирать рыбьим жиром, оставляя слой жира на 1,5—2 час. После выдержки
ржавчина легко удаляется.
Необходимо отметить, что рыбий жир, проникая на всю глубину ржавчины, образует под ней пленку, препятствующую дальнейшему ржавлению детали.
Чтобы быстро удалить ржавчину, следует сначала промыть деталь (в течение нескольких минут) в насыщенном растворехлорного олова, а затем в теплой воде.
Небольшие следы ржавчины легко можно удалить кашицей из толченого древесного угля, замешанного на машинном масле. Кашица наносится на тампон, кото-
рым зачищаются ржавые места. Деталь при этом не только зачищается, но и хорошо полируется.
Зачищенную поверхность детали покрывают специальным грунтом, который обладает повышенной адге-зией (способностью прилипать и держаться на поверхности детали). Таким образом обеспечивается прочность всего покрытия (грунт плюс краска).
Грунт кладут на поверхность детали слоем не толще 0,2 мм и после высыхания зачищают наждачной шкуркой до полного выравнивания.
Окрашивают детали мягкими кистями в два слоя, причем второй слой кладут проходами кисти, перпендикулярными тем, которые были при первом покрытии.
При окраске больших поверхностей пользуются пульверизаторами (с небольшим давлением воздуха), при этом можно применять нитрокраски и нитроэмали, которые разводятся разбавителями (растворителями или разжижителями) до соответствующих консистенций. (Перечень разбавителей приведен ниже.) В качестве своеобразного грунта можно применить уксусную эссенцию, которой рекомендуется протирать хорошо зачищенную и обезжиренную деталь. На такой «грунт» хорошо ложатся все виды краски, лаков и эмалей.
Травление стали. Иногда у радиолюбителя возникает необходимость вытравить на той или иной стальной детали или на шильдике надпись. Можно предложить несколько рецептов составов для травления малоуглеродистых и высокоуглеродистых сталей.
Для малоуглеродистых сталей:
серная (или соляная) кислота — 200 г/л;
присадка КС — 2 г/л.
Для высокоуглеродистых сталей:
1) раствор для предварительного травления:
серная кислота — 100 г/л;
присадка КС — 2 г/л;
2) раствор для окончательного травления:едкий калий (натр) —80 г/л.
Поверхность детали покрывают стеарином (в горячем виде), затем по стеарину делают штихелем* необ-
* Штихель — граверный инструмент, служащий для нанесения рисунка на поверхность металла.
ходимую надпись, после чего деталь погружают в травящий раствор.
Примечания: 1. Во избежание ожогов необходимо помнить, что кислоту нужно вливать в воду, а не наоборот; в противном случае кислота сильно разбрызгивается и может вызвать ожоги.
2. При попадании кислоты на кожу необходимо место ожога немедленно присыпать кальцинированной (питьевой) содой и промыть водой.
Снятие покрытий со стали (железа). Часто радиолюбителю приходится восстанавливать старые детали со следами каких-либо покрытий. В табл. 6 указаны растворы, которыми можно снять наиболее распространенные покрытия.
Таблица 6
§ 2.МЕДЬ И ЕЕ СПЛАВЫ
Медь—основной металл, применяемый в радиотехнике. Невозможно представить радиотехнические устройства, где бы не применялась медь. Моточные провода, токонесущие детали переключателей, различные соединительные устройства и т. п. — вот далеко не полный перечень деталей, изготовляемых из меди.
Сплавы меди (латунь, бронза и т. д.) идут на различные поделки в радиолюбительских конструкциях. Медь и ее сплавы легко обрабатываются, покрываются никелем, хромом, серебром и химически окрашиваются в различные оригинальные цвета.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
На сайте allrefs.net читайте: "Практические советы радиолюбителю"
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Термическая обработка стали
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов