Перейти к содержанию
hammer68

Закалка тонкостенной детали из стали 40Х

Рекомендуемые сообщения

Добрый день. Народ ситуация следующая. Надо изготовить 200 деталей по данному чертежу.

post-126481-065273400_1543774846_thumb.jpg

Серьезного опыта в термообработке нет. Поэтому и много вопросов.

Планирую изготавливать так. Точу все в размер, оставляя припуск 0.2 - 0.3 мм на чистовую обработку поверхности и конуса. Далее термообработка - закалка и отпуск, а далее Ra 0.8 планирую получить чистовым точением либо эльбором, либо керамикой.

Вся обработка будет проходить на ЧПУ.

В связи с этим вопросы:

1. Пойдет ли такая технология обработки, или я чего то не учитываю?

2. Чем лучше протачивать эльбором или керамикой, какие режимы резания, нужно ли охлаждение?

 

И далее самое непонятное для меня, процесс закалки и отпуска. Поскольку до этого серийно закалкой ни разу не занимался, только единичные изделия да и то не ответственные и массивные. Тут же деталь тонкостенная и как она себя может повести я даже не представляют.

 

1. До какой температуры греть и сколько делать выдержку?

Раньше всегда детали нагревал вместе с печью, потом выдержка (печь муфельная камера где то 200х200х300, точно не помню сейчас). Тут же придется детали загружать уже в разогретую печь, на какое время не понятно.

2. Калить на воду или на масло, если на воду то делать соляной раствор или не обязательно?

3. Калить по одной детали не реально поэтому нужна какая то оснастка, думаю взять стержень 6 мм диаметром и приварить к подставке, на него надевать 15 деталей и в печку, я думаю 7 таких стержней одновременно влезет, как раз за 2 закладки все закалить смогу.

4. Калить я так понимаю надо болтая за стержень вверх и вниз, тогда детали будут омываться относительно соосно и по идее повести их должно меньше.

5. Собственно больше всего боюсь, что будет сильно коробить из за тонкой стенки, так ли это? Что посоветуйте предпринять?

6. Какой делать отпуск?

 

Заранее благодарен за ответы, тема очень актуальна. Про пробы термообработки обязательно отпишусь.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

думаю взять стержень 6 мм диаметром и приварить к подставке, на него надевать 15 деталей и в печку

 

Почему такой тонкий стержень?

Может лучше кругляк или трубу диаметром равным внутреннему диаметру втулок, с каждого конца по шайбе и стянуть весь этот пакет гайками на шпильке? как бы заневолить для уменьшения поводок.

Набор таких пакетов в металлическую корзинку типа тех что применяют в супермаркетах для покупок, только поменьше.

И в закалочную среду прямо в корзинке. Садка это вроде называется.

Но я не термист. С интересом послушаю, что скажут настоящие термисты про такую деталь из такой стали.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

IvanIvanov76, Стержень тонкий потому, что проволока такая есть и должна выдержать нагрев без серьезных деформаций. Кроме того, как я думаю стержень с плотной посадкой будет остывать долго и сильнее греть воду, создавая паровую рубашку. Еще непонятно снимутся ли детали после этого или намертво сядут на стержень. Но я тоже не термист и может мои рассуждения в корне неверные.

Изменено пользователем hammer68

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

По мех. обработке я не специалист, поэтому отвечаю только на вопросы по ТО:

1. До какой температуры греть и сколько делать выдержку?

Раньше всегда детали нагревал вместе с печью, потом выдержка (печь муфельная камера где то 200х200х300, точно не помню сейчас). Тут же придется детали загружать уже в разогретую печь, на какое время не понятно.

2. Калить на воду или на масло, если на воду то делать соляной раствор или не обязательно?

3. Калить по одной детали не реально поэтому нужна какая то оснастка, думаю взять стержень 6 мм диаметром и приварить к подставке, на него надевать 15 деталей и в печку, я думаю 7 таких стержней одновременно влезет, как раз за 2 закладки все закалить смогу.

4. Калить я так понимаю надо болтая за стержень вверх и вниз, тогда детали будут омываться относительно соосно и по идее повести их должно меньше.

5. Собственно больше всего боюсь, что будет сильно коробить из за тонкой стенки, так ли это? Что посоветуйте предпринять?

6. Какой делать отпуск?

1. Температура 850С, выдержка зависит от исходной ТО. Если твердость сырых деталей 180-200НВ или выше - то они горячекатаные или нормализованные, для них хватит и 40 минут (10 нагрев и 30 выдержка). А вот если в районе 150-170НВ - это плохо, детали отожженные, и выдержка нужна намного больше. иначе будут "мягкие пятна". Думаю, держать надо 1,5-2 часа, но тогда припуск надо делать побольше - ближе к 0,5 мм, т.к. если муфель без защитной атмосферы, будет заметное обезуглероживание.

2+4. Калить только в масло (лучше жидкое, типа И20, и лучше в горячее (около 100С), активно качая вверх-вниз. В воде поводки больше раз в 5 (не говоря уж о риске трещин)

3. Делаете из металлической сетки корзинку, чтобы влезала в печь с достаточным зазором, как Вам советовали:

Набор таких пакетов в металлическую корзинку типа тех что применяют в супермаркетах для покупок, только поменьше.

И в закалочную среду прямо в корзинке. Садка это вроде называется.

К дну корзинки крепите тонкостенные трубки диаметром 37-37,5 и высотой 170 мм или как минимум крестовины. На трубки или крестовины надеваете по 17 колец плоскостью вниз. Расстояние между штабелями не менее 25 мм (и от стенок корзины - тоже), так что если камера 200*200*300 - в корзинку пойдет только 6 крестовин или трубок.

5. Если калить в том положении, как я написал, и качать только вверх-вниз, поводки будут небольшими - будь Вы опытным термистом, я бы подсказал еще кое-какие хитрушки, но если опыта нет - лучше не рисковать. По поводу:

Может лучше кругляк или трубу диаметром равным внутреннему диаметру втулок, с каждого конца по шайбе и стянуть весь этот пакет гайками на шпильке? как бы заневолить для уменьшения поводок.

Разве что если у Вас есть трубки из жаростойкой ферритной стали типа 08Х13 или 12Х13 - иначе рискованно, может прихватиться.

6. Классный вопрос! :crazy: Вы же ни слова не написали о требованиях к твердости, прочности и т.п.! Скачайте вот этот марочник: https://www.chipmaker.ru/files/file/3393/ и посмотрите, до какой температуры отпускать!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

6. Классный вопрос! Вы же ни слова не написали о требованиях к твердости, прочности и т.п.

По твердости на чертеже стоит 48-52 HRC. По прочности сказать не могу, ни где использоваться будет, ни на какие нагрузки рассчитано история умалчивает. И боюсь никто на этот вопрос точно и не ответит, кроме конечного потребителя, но с ним связаться точно невозможно.

Получится ли получить такую твердость на масло? В соседних темах читал, что 40Х на масло более 40 единиц не дает.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Получится ли получить такую твердость на масло? В соседних темах читал, что 40Х на масло более 40 единиц не дает.

Получится. Больше 40 не дают детали диаметром 30 мм и выше (а в соседних темах обычно о таких и идет речь - можете проверить), а у Вас она тонюсенькая.

По твердости на чертеже стоит 48-52 HRC.

Для минимизации поводок советую в масле качать в течение 10 секунд, а потом вынуть. Если масло через пару секунд вспыхнет (а вспыхнет ли, зависит от интенсивности качания в масле - точно не предскажу!) - еще секунд на 5 в масло, а затем снова вынуть. Если не вспыхнет, но будет сильно дымить - самое то, охлаждайте далее на воздухе. Если будет слабо дымить - 2ю партию качайте не так интенсивно. Сразу после остывания измерьте твердость. если выше 52HRc - отпуск 200С, если снова твердость окажется выше 52HRc (что вряд ли, но не исключено) - повторить при 250С. Если после закалки сразу попали в интервал 48-HRc - отпуск 160С, он на твердость уже практически не повлияет, но необходим для снятия напряжений.

Если не сможете последовать моему совету и охлаждать в масле будете "до упора" - сразу отпускайте на 200С и твердость меряйте только после отпуска, иначе может лопуть или как минимум вырастут поводки.

Изменено пользователем Weilant

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

При объемной закалке большие шансы, что это кольцо скрутит узлом. Поэтому я бы предложил другую технологию.

1. Улучшить (ну или закалить до вменяемой твердости, которую наличный инструмент может обработать).

2. Точить в размер.

3. Азотировать.

4. При необходимости шлифовать. Если учесть, что деталь по 11 квалитету, думаю шлифовать не нужно. (Собственно после азотирования всегда рекомендуют подшлифовывать, но сейчас эту операцию как правило опускают).

Изменено пользователем synchrotron

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

.отпуск на 160 градусов это для снятия напряжения .на 160 градусов твёрдость не падает .но время выдержки детали на отпуске нужно увеличивать в разы .я например на 160 держу часа 3 а то и более .такие детали должны дать 48 и более .склонен думать что повести сильно не должно .могу ошибаться .попробуйте закалить одну просто в масло .

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

попробуйте закалить одну просто в масло .

Только все равно с какой-нибудь подставкой - чтобы получилось именно горизонтально, и "юбкой" вниз, иначе поводки будут намного больше! А клещами горизонтально удержать очень трудно!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

где использоваться будет, ни на какие нагрузки рассчитано история умалчивает

Дауконы-торцевое уплотнение например в катках гусеничных машин.Наружной конической поверхностью опирается на резиновое кольцо а большими торцами пара трётся взаимно.Твёрдость оригинальных значительно выше указанной в чертеже.Ударных нагрузок. излома нет пока не износятся оси и втулки только трение в смазке.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Да у вас там допуски лошадиные большие, под токарку, не мучайтесь сложной техникой закалки, по одной на кочерге с ровного пода, в один слой - или на разжимном приспособлении. Потом сажаете на холодную оправку холодную деталь с припуском на размер 38.1, отпускаете на ней сколько не жалко, далее в четырёхкулачковый и на расточку(здесь можно сделать промежуточный нагрев на 160-180 для снятия напряжений), потом оправка или патрон и внешние припуски снимаете, далее окончательно размер 38.1. Крайние две операции можно менять местами - последняя операция на размере с большими требованиями.

Хотя на ЧПУ четырёхкулачковые по разному работают - возможно придётся с оправок начинать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

При объемной закалке большие шансы, что это кольцо скрутит узлом. Поэтому я бы предложил другую технологию.

1. Улучшить (ну или закалить до вменяемой твердости, которую наличный инструмент может обработать).

2. Точить в размер.

3. Азотировать.

4. При необходимости шлифовать. Если учесть, что деталь по 11 квалитету, думаю шлифовать не нужно. (Собственно после азотирования всегда рекомендуют подшлифовывать, но сейчас эту операцию как правило опускают

 

Точить уже каленую заготовку? Слишком сложный и долгий процесс.

По азотированию вообще навыков нету, ни разу не делал. Поэтому рисковать наверное не стану.

 

 

по одной на кочерге с ровного пода, в один слой - или на разжимном приспособлении.

Можно поподробнее что за разжимное приспособление?

Потом сажаете на холодную оправку холодную деталь с припуском на размер 38.1, отпускаете на ней сколько не жалко, далее в четырёхкулачковый и на расточку

).

Вот тут совсем не понял. Я закалил деталь. А далее, что за оправка с припуском на размер 38.1 просто пруток проточенный в такой размер? Для чего он нужен? Почему 4х кулачковый патрон?

Кроме чистой поверхности с конусом, которая имеет шероховатость 0.8 я протачивать ничего не хочу, конечно если размер после закалки в допусках останется.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Могу посоветовать ребят, если нужна качественная термообработка с отпуском и контрольным замером твердости. Печи разные есть. Гляньте может будет полезным http://[запрещенная ссылка]/termoobrabotka/

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

разжимное приспособление?

В самом простом варианте полоса пусть 2мм Ст3 согнутая пинцетом - работает на разжим, нижние кончики отогнуты наружу, приподнимаете деталь, продеваете - отпускаете, но это в четыре руки удобно, если в одного повяжите проволокой индивидуально - надёжно.

Кроме чистой поверхности с конусом, которая имеет шероховатость 0.8 я протачивать ничего не хочу, конечно если размер после закалки в допусках останется.

может останется, или нет. Очищать поверхность будете, товарный вид нужен?

Да, проточенный пруток. Садите сразу много штук, лучше конечно на тёплую, но если ошибётесь - порвёт. Зачем он - править эллипс. Сначала делаете конический вход - слабым усилием определяете самую глубокосидящую, протачиваете на неё, сажаете сколько пойдут, отпускаете, повторяете для всех меньших размеров.

Почему 4х кулачковый патрон?

На трёхкулачковом эллипс разве через оправку зажимать соосно удобно, а так покрутите заготовку в кулачках и ближе выйдет. Но безусловно можно и в трёх. Изменено пользователем сергей7

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Разве что если у Вас есть трубки из жаростойкой ферритной стали типа 08Х13 или 12Х13 - иначе рискованно, может прихватиться.

 

Именно ферритной, аустенитная не подойдет?

А что насчет стягивания пакета втулок на шпильке? Чтобы избежать винтового перекоса?

Есть в этом разумное зерно или нет?

 

может останется, или нет

 

А это разве нельзя посчитать? В принципе известна начальная твердость, конечная твердость. Сколько для такой твердости нужно мартенситной фазы, каково будет приращение объема. Примерно такая средняя поводка и получится?

 

Точить уже каленую заготовку? Слишком сложный и долгий процесс.

 

Да ну. Болты 12.9 твердостью 42 китайским твердосплавом с желтым покрытием VP15TF точатся как масло.

Цементированная велосипедная ось керамической пластинкой по цветмету от Kyocera,H01, тоже точится.

Припуски-то все равно придется снимать. Для этого понадобятся нетривиальные оправки для зажима, как минимум две. Снаружи за буртик и изнутри за внутренний диаметр, чтобы конусный заход сделать.

Вообще нетривиальный довольно заказ.

Изменено пользователем IvanIvanov76

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

IvanIvanov76, в принципе деталь мелкая, поводки в принципе малы, всё насквозь, но это насквозь у каждой детали наступит в разное время, начаться может в разных местах, точное содержание углерода.., - и зачем всё это, не миллион, покалить и измерить.

 

Изменение диаметра в пределах десятки и будет, но ещё коробление есть.

Изменено пользователем сергей7

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

3. Калить по одной детали не реально поэтому нужна какая то оснастка, думаю взять стержень 6 мм диаметром и приварить к подставке, на него надевать 15 деталей и в печку, я думаю 7 таких стержней одновременно влезет, как раз за 2 закладки все закалить смогу.

Согните примерно таким образом проволоку,сварите попарно(крестообразно,получится вроде кассеты,на которую будете одевать детали,очень важно опускать их в масло(подогретое до 60-80 градусов) строго горизонтально.post-39921-095094500_1543876103_thumb.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для этого понадобятся нетривиальные оправки для зажима, как минимум две. Снаружи за буртик и изнутри за внутренний диаметр, чтобы конусный заход сделать.

Вообще нетривиальный довольно заказ.

Если честно то обработку после закалки планировал только по торцу где конус либо эльбором, либо керамикой. Поэтому с этой поверхности оставлять буду припуск. Остальное в номинал сразу. Кстати по охлаждению не подскажете, эльбор я так понимаю с сож, а керамика?

Зажимать только за внутренний диаметр. Без оправок, а специально точеными сегментными накладками на кулачки по диаметру 38.1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Именно ферритной, аустенитная не подойдет?

Если между оправкой и кольцами зазор оставить хотя бы 0,25 мм - можно. А если нет - у аустенитной стали коэффициент линейного расширения выше, так что при нагреве оправка будет распирать кольцо, и ее может прихватить (а при охлаждении оправка резко "сядет", и если кольцо прихвачено в отдельных точках - поведет на эллипс.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

а керамика

 

Ни в коем случае, керамике вообще противопоказано резкое охлаждение. Она может работать по 60 HRC на скорости 300-500 м\с, но стоит ее полить сожью и все, лопнет. Ну как водой на раскаленный гранит. Взорвется.

На 40Х, на мой любительский взгляд, объемная закалка с таким допуском и без припусков, сразу в размер, не получится.

Может получиться на сталях, которые не так сильно теряют геометрию при закалке. Это штамповые стали типа 5ХНМ, Х12МФ.

Еще есть техпроцесс азотирования. При азотировании твердым становится только поверхностный слой, поэтому деталь не теряет геометрии. И нагрев нужен всего до 500-600 градусов.

И судя по описанию работы детали, если это даукон, то износ только абразивный. Значит поверхностной твердости будет достаточно, объемная закалка не нужна.

Ну это все с моей любительской т.зр.

Про керамику и ее режимы все же посмотрите в соседних разделах.

Эльбору кстати СОЖ тоже не нужна.

 

Зажимать только за внутренний диаметр. Без оправок, а специально точеными сегментными накладками на кулачки по диаметру 38.1

 

ИМХО, учитывая что деталь заявлена как "Втулка прецизионная", лучше сделать разжимную цангу по примеру грибковых на MN-80.

Еще возможно есть смысл спросить про техпроцесс в "Обработке резанием". Там бывают владельцы серьезных ОЦ, может что умное подскажут насчет оправок. У меня-то ЧПУ нет, только универсалы.

Изменено пользователем IvanIvanov76

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.