Отливки , как правило , имеют остаточные напряжения . которые возникают при охлаждении. Поэтому для снятия литей

ных напряжений , а также остаточных напряжений , вызванных механической обработкой , применяют отжиг. Отжигом увеличивают пластичность АЛ 9. Отжиг проводят при температуре 300 С в течение 2-4 часов. /1/ Охлаждение при отжиге проводятся на воздухе. При отжиге образуется структура , состоящая из -

твердого раствора и частично двойной и более сложной эвтектики,

состоящей из мелких кристаллов - ( Si ) и @- твердого раствора /9/ .

На рисунке 1.1. показан график отжига отливки.

Рис.1.2.-схема микроструктуры АЛ 9 после отжига.

Структурные превращения при отжиге картер шестерен из АЛ9.

нагр. охл.

Э(@+Si)+@ Э+@ Э(@+ (Si))+@

300 С

Для упрочнения алюминиевого сплава производят закалку. В соответствии с диаграммой состояние оптимальной температуры нагрева под закалку сплава АЛ 9-535 С./9/.Выдержка при температуре закалки рекомендуется 2-6 часов .В этом сплаве упрочняющей фазой является соединение Mg2 Si . При нагреве избыточная интерметаллическая фаза растворяется в @- твердой фазе , упрочняя эту фазу. На упрочнение влияет и содержание Mn, так как он имеет разную растворимость в - твердом растворе при разных температурах. Так растворимость Mn при комнатной температуре составляет 0,15 % , а при закалке - 0,5 % и поэтому происходит упрочнение @- твердого раствора /9/ . Эффект от термической обработки связан с количеством упрочняющей фазы , находящейся в сплаве . Растворимость Mg2 Si в алюминии увеличивается в зависимости от температуры , особенно до 450 С , при более высоких температурах увеличивается растворимость Si

Чтобы исключить возможность пережога , нагрев проводят двух или трехступенчатый . Это необходимо для сложных отливок в песчаную форму . Для сплава АЛ 9 рекомендуется трехступенчатый нагрев : 500 +/- 5 С , выдержка 2-3 часа, 515 +/- 5 С, выдержка 2-3 часа; 535 +/- 5 С, выдержка 3 часа. После выдержки охлаждение проводят в воде , нагретой до 100 С /9/.

Охлаждение при закалке должно быть со скоростью выше критической . Под критической скоростью закалки понимают минимальную скорость охлаждения, которая предотвращает распад пересыщенного твердого раствора , получившего при нагреве. Частичный распад твердого раствора снижает механические свойства и коррозийную стойкость старения. После закалки деталь получает высокую пластичность и почти такую же прочность , как после отжига. Упрочнение алюминиевого сплава АЛ 9 происходит после старения. При старении деталь выдерживают 8 часов. Температура нагрева для искусственного старения 160 - 200 С . В процессе старения происходит распад пересыщенного твердого раствора с выделением упрочняющей фазы Mg2 Si . При этом происходит упрочнение алюминиевой отливки. После старения охлаждение проводят на воздухе /9/.

На рисунке 1.3. показан график режима закалки и искусственного старения АЛ9.

Структурные превращения .

нагр.

@+Э(@+ Si + Mg2Si ) + Mg2Si ---------

нагр. 500 +/-5С нагр.

@+Э+ Mg2Si --------- @+Э+ Mg2Si ( меньше ) ----------

515 +/- 5С 535 +/- 5С

охл. нагр.

@+Э(@+Si) + Mg2Si ( очень мало ) ----------- @ + Э --------------

вода(20 - 100 С ) 160-200 С

охл.

+@(мало легированная)+Э(@+Si)+Mg2Si --------- @+Э(@+Si+Mg2Si)

воздух

При термической обработке возможны следующие дефекты : пережог (оплавление по границам твердого раствора );

недогрев ( мало растворяется Mg2Si в твердом растворе ) ;

в структуре обнаруживается грубо - пластинчатые кристаллы

кремния ( они вызывают внутренние надрезы в пластинчатом-

твердом растворе , что вызывает низкие механические свойства).

Эти дефекты исключаются при строгом соблюдении технологии под термическую обработку отливки.

1.4. Выбор оборудования и технологической оснастки для

проведения термической обработки заготовки и детали.

Для закалки и старения выбираем закалочно - отпускной агрегат СКЗА - 3/7 . Агрегат состоит из камеры подсушки , нагревательной ванны , ванны для ступенчатой закалки , закалочного бака с водой и печи для искусственного старения со столиком для охлаждения детали. Все процессы в агрегате происходят автоматически. В агрегате имеется конвейер , который движется заранее установленной скоростью и передвигает приспособление с деталями в соответствующих ваннах. Приспособление с деталями поднимается с помощью вертикальных конвейеров и передаются с одной ванны к другой. Преимуществом данного агрегата являются самостоятельные приводы и вариаторы скоростей для каждого конвейера , что позволяет использовать агрегат для самых различных режимов термообработки /10/.

Для контроля температуры применяются термопары. Величина электродвижущей силы зависит от материала термоэлектрдов , составляющих термопару , от температуры горячего спая термопары и холодного спая - свободных концов термопары. Холодные концы термопары присоединяют к милливольтметру , шкала которого градуирована в градусах. Термопара и милливольтметр составляют пирометр . Для контроля температур до 800 С используют хромель - копеливые ( ХК ) термопары. Качество детали после обработки проверяется по твердости ,

микроструктуре и внешнему осмотру отливок .

Твердость алюминиевых отливок измеряется на прессе Бринелля. Для этого определяются условия измерения : коэффициент подобие ( к=2,5 ) ; диаметр шарика Д ш.= 10 мм, нагрузку ( р = к .Д = 2,5 * 100 = 25= кГс ) , время выдержки - 60 секунд . После погружения шарика в образец , остается отпечаток . Диаметр отпечатки измеряется лупой и определяется число твердости по таблице ( или по формуле ) .

Микроструктуру можно определить на микрошлифах . Для этого изготавливают микрошлифт и изучают структуру с помощью металлографического микроскопа . Структура может проверятся неразрушающими способами : ультрозвуковым , радиоционным , магнитным /11/ .

Дефекты отливок - газовая пористость , усадочная пористость, трещины изучаются визуально . Дефекты внутри отливки проверяются с помощью ультрозвука .Широко используется магнитная дефектоскопия ( индукционный метод, магнитографический метод ) .

1.5. Охрана труда и техника безопасности в термоцехах.

Оборудование в термических цехах должно располагаться в соответствии с общим направлением грузопотока . Расстояние между оборудованием и станками цеха должно быть не менее одного метра .

Рекомендуемое расстояние между оборудованием.

Таблица 1.8.

Название оборудования. Расстояние, м .

_

Толкательные печи 3

Камерные печи 1,5 - 3,0

Печное оборудование 1,0 - 1,5

Высокочастотная устан 1,5

Закалочная ванна 1.5 -2.5

Допустимая температура в помещениях.

Таблица 1.9.

_

Наименование Период,С

помещений Холодный Теплый

Печные зоны + 15 не более ,чем

Травильное отделение + 18 на 5С выше,

Отделение очистки но не менее

детали + 18 - 28 С.

Кабины крановщиков + 20

В термических цехах должно быть санитарно - техническое оборудование ( вентиляторы, калориферы, пылеуловители ) . Вентиляторы низкого и среднего давления используются для отсоса дымовых газов загрязненного воздуха.