Меню Рубрики

Установки для обработки холодом стали

Установки для обработки холодом

Обработку холодом, т. е. охлаждение стали до температуры ниже 0°С, применяют для превращения в мартенсит остаточного аустенита закаленных высоколегированных инструментальных и цементуемых сталей с целью изменения их свойств. Результатом обработки холодом является повышение твердости, стабилизация геометрических размеров обрабатываемых деталей, улучшение магнитных характеристик и т. д.

Обработка холодом проводится в камере с низкой температурой. От окружающего пространства внутренняя полость камеры отделяется стенкой, изготовленной из теплоизоляционного материала.

Для получения минусовых температур применяют твердую углекислоту, жидкий азот и ряд других сжиженных газов. Широкое применение в качестве хладагентов получили фреоны— галлоидные производные насыщенных углеводородов, в которых водород полностью или частично заменен хлором и фтором.

Твердая углекислота (сухой лед) или закладывается непосредственно в камеру, где необходимо получить минусовую температуру, или засыпается в сосуд, где находится спирт, ацетон или бензин. Охлаждение этих жидкостей может быть произведено до температуры — 78 °С.

Жидкий воздух, жидкий кислород и жидкий азот позволяют получить температуру от —180 °С до —190 °С. Охлаждение деталей производится или непосредственно в жидком газе, или а камере, охлаждаемой жидким газом, который пропускается через расположенный в ней змеевик.

Фреоны и ряд других газов используются в установках, в которых получение холод основано на процессе испарения.

В промышленности широко применяют установки, в которых получение холода основано на испарении жидкости. Для получения низких температур используют специальные жидкости — хладагенты.

Герметичная системa, включающая конденсатор, испаритель и соединительные трубопроводы с компрессором и вентилем, заполнена хладагентом. Конденсатор помещен в бак, заполненный проточной водой. Испаритель расположен в камере, во внутреннее пространство которой помещаются обрабатываемыедетали.

При включении компрессор засасывает из испарителя пары хладагента, сжимает их и нагнетает в конденсатор, где эти пары превращаются в жидкость. Выделяющаяся при конденсации хладагента теплота отводится через стенки конденсатора к воде, находящейся в баке. Через небольшое отверстие в вентиле жидкий хладагент под давлением поступает в испаритель. Давление в испарителе ниже, чем в конденсаторе, и поступающий в испаритель жидкий хладагент переходит в газообразное состояние. При этом отнимается теплота от стенок испарителя и соприкасающегося с ним воздуха, находящегося в рабочем пространстве камеры. Температура в камере понижается. Пары хладагента из испарителя отсасываются компрессором и цикл повторяется. Температура в камере понижается до тех пор, пока не достигает заданной величины. Автоматическое регулирование температуры в камере осуществляется периодическим включением компрессора.

В ряде случаев применяют холодильные установки с многоступенчатым циклом, при котором две (или более) холодильные машины работают совместно. Многоступенчатый цикл основан на последовательном охлаждении и ожижении нескольких газов с понижающимися температурами кипения.

Для охлаждения небольшого числа отдельных деталей, например режущего инструмента, калибров и других изделий из высоколегированной стали применяют камеры полезным объемом 0,1-1,0 м3. Камера шкафная (КХТ) оборудована компрессорной установкой, обеспечивающей охлаждение до -100 С и электронагревателями, позволяющими нагревать камеру до 155 °С.

Для обработки холодом колец подшипников из стали ШХ15ГС используют автомат периодического действия ОКБ-1130. Автомат барабанного типа имеет два температурных отсека. В первом отсеке кольца охлаждаются от 20 до —5 °С, во втором от —5 до —30 °С. Время выдержки в каждом отсеке по 1 ч. Передача колец из одного отсека в другой механизирована. Автомат встраивается в автоматическую линию термической обработки производительностью 500 кг/ч.

Типовая холодильная камера для охлаждения деталей непосредственно в жидком имеет ванну из коррозионно-стойкой стали, тепловую изоляцию и наружный кожух. Камера сверху закрыта герметичной крышкой. Охлаждаемая деталь погружена в жидкий азот. Время охлаждения деталей в азоте составляет от нескольких минут до 20—30 мин и зависит от размеров деталей и требуемой температуры. Уровень жидкого азота должен быть на 50—100 мм выше охлаждаемой детали.

Для снижения термических напряжений, возникающих при охлаждении в азоте, детали не рекомендуется сразу погружать в азот. Их надо вначале некоторое время выдерживать в парах над жидким азотом. Применяют холодильные камеры, а которых имеется отделение, где детали могут быть предварительно выдержаны в парах азота. Такая холодильная камера состоит из отделения для предварительного охлаждения в парах азота и отделения для окончательного охлаждения в жидком азоте. Детали перед их загрузкой в холодильную камеру укладывают на приспособление, которое сначала помещают в отделение с парами азота, а затем в отделение с жидким азотом.

Читайте также:  Установка зубных протезов для пенсионеров

источник

Установка для температурного воздействия на металлические детали УТИ 1600-Х-2/-50-80

ООО «Крио Холод» предлагает Вам компрессионную низкотемпературную установку температурного воздействия УТИ 1600-Х-2/-50-80 с полезным объемом 1600 литров и температурой внутри камеры до минус 80⁰С, которая будет изготовлена по ТЗ заказчика в соответствии с техническими условиями ТУ У13674585-003-98, по ГОСТ 30136-95

Установка предназначена для обработки деталей холодом на протяжении установленного времени.

Состоит из стационарной холодильной камеры, мотор-компрессорного отделения (МКО), конденсаторов с воздушным охлаждением теплоносителя, теплообменного блока, пультом управления с цифровой индикацией режимов работы камеры. Облицовка внутренней камеры выполнена из нержавеющей стали. Охлаждение внутри объема осуществляется за счет вынужденной конвекции.

Окончательно установка монтируется и собирается после изготовления и заводских испытаний на территории заказчика.

В процессе разработки некоторые технические характеристики могут быть изменены, предварительно согласовываясь с заказчиком.

Установка для температурного воздействия на металлические детали
УТИ 400-Х-2/-70-80

ООО «Крио Холод» предлагает Вам низкотемпературную технологическую установку для температурных испытаний УТИ 400-Х-2/-70. Она предназначена для низкотемпературного термостатирования различных материалов в промышленности, с внутренним объемом 400 литров и температурой внутри камеры минус 70⁰С. Установка разрабатывается в соответствии с техническими условиями ТУ У 13674585-001-96 и ТЗ заказчика.

Холодильник изготовлен по типу «ларь», прост и удобен в эксплуатации. Внутренняя камера изготовлена из нержавеющей стали. Для экономии электроэнергии и уменьшения потерь холода в окружающую среду, камера дополнительно закрывается двумя внутренними крышками из теплоизолирующего материала. Холодильный агрегат работает на экологически безопасном хладагенте.

Холодильник оснащен микропроцессорным блоком цифровой индикации и автоматического регулирования температуры.

Установка для температурного воздействия на металлические детали УТИ 1150-Х-2/-60-80

Для обработки деталей холодом открытое акционерное общество “КРИО ХОЛОД” предлагает Вам установки типа УТИ 1150-Х-2/-60-80. Установка изготовлена по типу «ларь. Внутренняя камера выполнена из нержавеющей стали. Охлаждение внутри камеры осуществляется за счет вынужденной конвекции. В холодильной камере используется агрегат с водяным охлаждением конденсатора. Установка оснащена микропроцессорным блоком автоматического регулирования температуры с цифровой индикацией режимов работы камеры и может быть оснащена самопишущим прибором.

Установка для температурного воздействия на тяжелые металлические детали

Для проведения испытаний на морозостойкость с полезным объемом 2000 дм 3 и минимальной рабочей температурой внутри камеры -70ºС ООО «КРИО ХОЛОД» предлагает Вам установку УТИ 2000-Х-2/-70. Установка состоит из стационарной холодильной камеры, мотор-компрессорного отделения, конденсаторов с воздушным охлаждением теплоносителя, теплообменного блока, панели управления с цифровой индикацией режимов работы камеры.

Облицовка внутренней камеры выполнена из нержавеющей стали. Охлаждение внутри объема осуществляется за счет вынужденной конвекции. Размещение воздушных конденсаторов и мотор-компрессорного зависит от размещения камеры в помещении. В процессе разработки некоторые технические характеристики могут быть изменены, предварительно согласовываясь с заказчиком.

Для удобства работы с тяжелыми металлическими деталями и заготовками камера имеет низкий уровень относительно пола, что позволяет закатывать тележки с тяжелыми металлическими деталями непосредственно в рабочий объем камеры, а днище камеры усилено для возможности размещения в ней тяжелых узлов и изделий.

источник

Установки для обработки холодом.

Для обработки холодом ис­пользуют установки с сухим льдом (твердой углекислотой), с жид­ким кислородом, азотом или воздухом и холодильные машины кас­кадного типа с охлаждением за счет поглощения тепла при испаре­нии метана, фреонов и других холодильных агентов (хладаген­тов).

Установка с сухим льдом. Установки изготовляют в виде сосуда с двойными стенками и дном. В пространство между стенками заливают ацетон, бензин или спирт и погружают в них куски сухого льда до тех пор, пока остатки не будут плавать на поверхности. Жидкость охладится до температуры 195К (—78°С). Охлаждаемые детали помещают во внутренний сосуд. Расход уг­лекислоты около 800г на 1 дм 3 ацетона. Охлаждение можно про­изводить непосредственно в жидкости, но при этом в закаленных деталях с резкими переходами могут образовываться трещины.

Установки, работающие на жидком хладаген­те (кислороде, азоте или воздухе), позволяют достигать охлаж­дения до-температуры 83К (—190°С).

Установки состоят из бака для хранения сжиженного газа, ох­ладительной рабочей камеры и приборов управления. Жидкий газ и его пары циркулируют по трубкам змеевиков, расположенных в рабочей: камере. Бак помещается вне цеха. Установки расходуют значительное количество кислорода и к. п. д. их низкий.

Читайте также:  Установку горизонтального направленного бурения угнб

В термических цехах массового производства применяют кас­кадные компрессорные холодильные машины. Каскадный метод ос­нован на последовательном сжижении нескольких газов с пони­жающимися температурами кипения.

Схема двухкаскадной холодильной установки приведена на рис. 3 (89). В первом каскаде хладагентом является фреон-22, во вто­ром— фреон-13. Из переохладителя 2 компрессор 5 первого кас­када засасывает пары фреона-22 и сжимает их. Сжатый фреон по­ступает в масляный сепаратор 4 для очистки от масла, а затем в конденсатор 3, где он превращается в жидкость за счет охлажде­ния водой, циркулирующей по змеевику. Жидкий фреон-22 при температуре 20°С и давлении 0,9 МПа (9 ат) проходит переохла­дитель 2 и поступает в испаритель 1, где, превращаясь в пар, сни­жает температуру до 233 К (—40°С). Из испарителя пары фре­она-22 снова засасываются компрессором, и цикл повторяется.

Во втором каскаде пары фреона-13 поступают в межтрубное пространство испарителя 1 фреона-22, где конденсируются при температуре 238 К (—35°С). Из нижней части испарителя жидкий фреон-13 поступает в переохладитель 9, а затем через дроссельный вентиль в рабочую камеру 10, где он испаряется и понижает темпе­ратуру в рабочей камере. Пары фреона-13 через переохладитель 9 и теплообменник 8 засасываются компрессором 7, сжимаются и, пройдя масляный сепаратор 6 и теплообменник 3, поступают в кон­денсатор-испаритель 1. Затем цикл повторяется.

Замкнутый цикл обеспечивает более экономичную работу кас­кадных машин и минимальные потери хладагентов по сравнению с установками, работающими на жидком кислороде.

Рабочую камеру загружают и разгружают вручную.

Дата добавления: 2017-05-18 ; просмотров: 668 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

источник

Обработка холодом стальных деталей

Что такое обработка стали холодом или криогенная обработка, как она влияет на свойства металла, как применить ее в условиях промышленного производства — это, пожалуй, самые часто задаваемые вопросы от наших читателей в соцсетях.

Для того, чтобы расставить все точки над i в этом вопросе, обратимся к основам теории ТОМ:

Необходимость обработки стали холодом возникает из-за того, что точка Мк для большинства сталей лежит ниже комнатных температур. Поэтому аустенит не всегда может полностью превратиться в мартенсит при закалке. Обработка холодом при -80 — -120⁰С позволяет более полно провести фазовое превращение А-М. При этом наблюдается повышение твердости стали на 0,5 — 4HRC и некоторое дополнительное изменение геометрии деталей. Эта закономерность справедлива для большинства сталей.

Но во всех ли случаях упрочняющей термообработки необходимо делать криогенную обработку деталей? Давайте сначала определим случаи, где обработка холодом целесообразна:

Для мерительного инструмента и деталей из конструкционных сталей, для которых важна размерная стабильность (стабильность геометрических размеров). Если для таких сталей в процессе эксплуатации будут созданы условия для прохождения более полного мартенситного превращения, то это приведет к изменению геометрии изделия

Для изделий, у которых достижение требований КД без обработки холодом невозможно.

Для изделий, которые работают в условиях пониженных температур. Низкие температуры могут привести к более полному превращению аустенита в мартенсит, что приведет к повышению твердости и напряжений в металле. При этом вероятность трещинообразования сильно возрастает. Обработка таких сталей холодом и последующее доведение механических свойств до требований КД отпуском, может снять данную проблему.

Для дополнительного повышения твердости кобальтовых быстрорежущих сталей с повышенным содержанием углерода. За счет бездиффузионного образования высокоуглеродистого мартенсита твердость возрастает до максимального предела: с 69,5 до 70 — 70,5 HRC (Геллер Ю.А. Инструментальные стали, 1983 г.)

Явление стабилизации аустенита

Из всего перечисленного можно сделать вывод, что область сталей, подходящих для обработки холодом, очень ограниченна. Ещё более сильно ограничивает ее применение некоторые моменты механизма фазового превращения и его последствия. Как мы уже упоминали, при обработке холодом увеличиваются внутренние напряжения в металле. Это может привести к образованию трещин в обрабатываемых деталях. Для предотвращения такого последствия данной технологии можно сделать промежуточный отпуск, который снизит напряжения в том, первом мартенсите, который образовался при закалке. Но при этом возможно проявление такого явления, как стабилизация аустенита, при котором в металле происходят процессы, которые снижают процент превращения остаточного аустенита в мартенсит при последующей обработке холодом. Описание данного явления есть в книгах Лахтина, Геллера и у многих других авторов книг по металловедению, но нигде не встречается детальное описание кинетики этого явления. Даже 20-30 минут нахождения закаленной стали при комнатной температуре, может привести к стабилизации аустенита и количественному снижению его превращения в мартенсит при последующей обработке холодом.

Читайте также:  Установка подкрылков на пежо боксер

Из книги Ю.А. Геллера Инструментальные стали:

“Выдержка закаленной стали выше 0⁰С более 15 мин. или ее нагрев до 150-175⁰С перед дальнейшим охлаждением вызывает стабилизацию аустенита; В этом случае уменьшается количество превращающего аустенита, а следовательно, и прирост твердости при охлаждении ниже 0⁰С”

Именно по этой причине, обработку холодом следует делать непосредственно после закалки. Но и в этом случае в стали останется некоторое количество остаточного аустенита. Для его уменьшения можно сделать повторную обработку холодом, но это также не даст полного превращения, как и третья и четвертая обработка. Интенсивность и количественное превращение аустенита при каждой последующей обработке холодом будет снижаться. Обработку холодом закаленной или отпущенной стали можно сделать и через несколько суток или месяцев, что даст прирост твердости, но мизерный. Ниже представлена очень полезная таблица с содержанием остаточного аустенита после обработки холодом.

Из практических наблюдений:

Время до стабилизации аустенита и степень этой стабилизации зависит в большей мере от напряжений в металле, возникающих при закалке. Эти напряжения в свою очередь зависят от содержания углерода, легирующих элементов в стали и скорости охлаждения при закалке.

Закончить статью хотелось бы ответом на самый популярный вопрос от наших читателей: выгодно или не выгодно применять обработку холодом для сталей и повысит ли это прочность? Однозначно выгодно, если это прописано в требованиях чертежа. Как правило, в КД ставятся требования по твердости, параметру, который легче всего измерить, и с которым остальные механические характеристики находятся в корреляции. При этом нужно помнить, что повышая прочность и твердость, понижаются пластичность и вязкость, что сильно снижает длительную работоспособность большинства изделий.

источник

Обработка стали холодом

Обработка холодом состоит в погружении на некоторое время закаленных деталей в среду, имеющую температуру ниже нуля. После этого детали вынимают на воздух.

Выдержку при обработке холодом определяют временем, необходимым для полного охлаждения всей детали и выравнивания температур по сечению.

Охлаждение изделия до отрицательных температур производят в смеси твердой углекислоты (сухой лед) со спиртом, дающей охлаждение до —78,5° либо в жидком азоте (—196°).

Кроме этого, применяют холодильные установки,позволяющие изменять температуру рабочей камеры в больших пределах.

Обработка холодом применяется для сталей, в которых после закалки сохранилсяостаточный аустенит (углеродистая сталь с содержанием больше 0,6% С, легированная инструментальная сталь).

Результат обработки металла холодом

В результате обработки холодом за счет превращения остаточного аустенита в мартенсит повышается твердость, износостойкость, а поэтому такой вид обработки применяется при изготовлении инструмента.

Кроме того, при обработке холодом стабилизируются размеры деталей, а потому эта обработка применяется для измерительного инструмента и точных деталей машин

Дефекты термообработки

Дефекты металла возникают в результате неправильно выбранного или неправильно проведенного режима термической Обработки. Наиболее часто встречающимися дефектами являются: перегрев, пережог, обезуглероживание поверхностного слоя.

Перегревом называется нагрев металла до температуры, превышающей критическую. Перегрев вызывает усиленный рост и резкое снижение прочностных свойств металла. Повышенный рост зерен может произойти и в случае отжига при заданной температуре, но при условии увеличения его продолжительности.

Пережогом называется нагрев металла, вызывающий окисление границ зерен и потерю пластических свойств. Пережог является неисправимым браком. Обезуглероживание поверхностного слоя представляет собой такой дефект металла, который возникает при термической обработке в случае наличия в печном пространстве окислительной атмосферы. При этом углерод, входящий в состав стали* выгорает и на поверхности стали образуются зерна чистого железа— феррита. Это ведет к снижению прочностных свойств поверхностного слоя. Глубину обезуглероженного слоя определяют путем металлографического анализа микроструктуры образца металла.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 11045 — | 8240 — или читать все.

источник