- Артикул:00003167
- Автор: Воробьева Г.А.
- ISBN: 5-7325-0706-X
- Обложка: Твердый переплет
- Издательство: Политехника (все книги издательства)
- Город: СПб
- Страниц: 268
- Формат: 60х90/16
- Год: 2005
- Вес: 411 г
- Серия: Учебное пособие для ВУЗов (все книги серии)
Развернуть ▼
В учебном пособии рассмотрены классификация, состав, свойства, виды термической обработки современных отечественных и зарубежных инструментальных сталей и сплавов.
Представлены процессы, используемые в современной технологии инженерии поверхности инструментов (химико-термическая обработка, лазерные, плазменные технологии).
Развитие технологии машиностроения в значительной степени зависит от технического уровня инструментального производства. Срок службы инструмента, число промежуточных перезаточек существенно влияют на стоимость готовых изделий. Условием производства высококачественного и долговечного инструмента является выбор инструментального материала, соответствующего назначению и нагрузкам, возникающим при его работе. При этом следует учитывать структурные, металлургические, эксплуатационные и технологические факторы, определяющие поведение материала в процессе эксплуатации.
Материал изделия целесообразно рассматривать как интегральное понятие, объединяющее в себе вещество, технологию его получения, конструкцию, технологию ее изготовления и обработки. Долговечность инструмента зависит не только от свойств материала, определяемых технологией изготовления и объемного упрочнения, но и в значительной степени от свойств поверхности.
Ее роль в обеспечении эксплуатационных свойств изделий постоянно возрастает, что способствовало, наряду с широким использованием традиционных методов химико-термической обработки, появлению и развитию нового направления - инженерии поверхности методами энергетического и физико-химического воздействия. Реализация этой концепции при выборе материала позволит улучшить эксплуатационные свойства инструмента и в ряде случаев снизить расход дорогостоящих материалов. Стойкость инструментов с покрытиями возрастает до 3-10 раз, при этом срок службы инструмента может быть существенно увеличен за счет повышения его стоимости на 20-30 %. В настоящее время в Германии и США доля инструмента с покрытиями составляет -90 и 95 % соответственно, в России - 20-30 %.
Надежный метод упрочнения поверхностного слоя может дать сопоставимые результаты только при стабильном качестве поверхности, в том числе ее очистки. Состояние поверхности детали (инструмента) зависит не только от структуры основного материала и всех условий его изготовления, но и, прежде всего, от последней операции его производства или обработки.
В европейских центрах по термической обработке 85-90 % изделий из инструментальных сталей (матрицы, штампы, калибры, металлорежущий инструмент) обрабатываются в вакуумных печах, что позволяет повысить не только механические свойства при объемном упрочнении, но и качество поверхности, в дальнейшем обеспечивающее необходимые свойства поверхностно-упрочненных слоев. Лучшей подготовкой поверхностных слоев и сердцевины инструмента из порошковых инструментальных сталей для последующего процесса поверхностного упрочнения является вакуумная закалка. Для получения гарантированных необходимых эксплуатационных свойств инструмента (и других изделий) целесообразно создавать специализированные предприятия (по аналогии с центрами по термической обработке в США и европейских странах), осуществляющие проведение в полностью автоматизированном режиме всех видов объемной и поверхностной термической и химико-термической обработок (вакуумный отжиг, упрочнение и отпуск в вакууме и атмосфере защитных газов, насыщение поверхности углеродом, азотом, углеродом и азотом), а также упрочнение поверхности с использованием высококонцентрированных источников энергии (плазменные и лазерные технологии). Это обеспечит высокое качество на каждом этапе технологического процесса, что позволит практически отказаться от контроля готовых изделий, более полную загрузку оборудования и, следовательно, снижение стоимости обработки материалов.
В связи с вышеизложенным в справочнике, наряду со сведениями о химическом составе отечественных сталей и сплавов, в том числе новых, принципах их маркировки в соответствии со стандартами, принципах маркировки их зарубежных аналогов по стандартам этих стран и евронормам, о режимах термической обработки, механических свойствах (в зависимости от размеров заготовок, режимов термической и химико-термической обработки, температур эксплуатации) и технологических свойствах, значительное внимание уделено современным технологическим процессам. Они используются как на стадии производства и разливки материалов (электрошлаковый переплав, метод бескремнистого раскисления, импульсной переменно-градиентной кристаллизации, порошковой металлургии и др.), производства заготовок и инструмента (изотермическая штамповка в условиях сверхпластичности, литейные технологии, экструзия), так и на стадии объемного (термоциклическая обработка, вакуумная термическая обработка, аэротермоакустическая и другие виды обработки) и поверхностного упрочнения (ионное азотирование, лазерная и плазменная закалка, лазерное и плазменное легирование и наплавка, формирование на поверхности инструмента специальных многофункциональных тонкопленочных структур, алмазных и алмазоподобных пленочных покрытий, аморфного тонкопленочного покрытия методом финишного плазменного упрочнения).
Наиболее перспективными методами упрочнения, позволяющими радикально улучшить свойства инструмента, являются комбинированные методы: объемная закалка в сочетании с лазерным легированием и последующей лазерной закалкой, нанесение тонких поверхностных покрытий (TiN, TiAIN и др.) с последующей лазерной закалкой, плазменные технологии аналогичного назначения.
В справочнике содержатся сведения о новых марках инструментальных сталей и новых способах упрочнения, в том числе разработанных в Санкт-Петербургском Балтийском техническом университете (СПб БГТУ). Свойства сталей приведены в соответствии с техническими условиями (ТУ), из технической литературы с соответствующими ссылками, из отчетов СПб БГТУ (в этом случае в ссылке указано - данные СПб БГТУ). Аналогичные ссылки даются в ряде случаев при рассмотрении данных влияния аэротермоакустическои обработки на эксплуатационные свойства инструментальных материалов
Рекомендуем
