Производство поковок
Покупка
Издательство:
Химиздат
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 132
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-93808-451-3
Артикул: 829767.01.99
Доступ онлайн
500 ₽
В корзину
Обобщен многолетний опыт научно-исследовательской и производственной деятельности в области изготовления поковок.
Изложены практические рекомендачии по интенсификации и оптимизации процесса ковки.
Книга предназначена для работников машиностроительных и металлургических предприятий, а также аспирантов и студентов, спечиализирующихся на обработке металлов давлением.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
В. А. Назарьян И. Н. Панкратов
Г. Н. Кулик
ПРОИЗВОДСТВО
ПОКОВОК
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ ХИМИЗДАТ 2024
УДК 621.73 Н 191
Издание осуществлено за счет средств ОАО «Дефорт» (механическая обработка и хромирование длинномерных изделий, детали и арматура, работающие при сверхвысоком давлении)
Рецензент ы:
д-р техн. наук, проф. СПбГПУ Б. Н. Востров;
д-р техн. наук, проф. БГТУ им. Д. Ф. Устинова (ВОЕНМЕХ) Ю. И. Гуменюк
| Назарьян В. АД Панкратов И. Н., Кулик Г. Н.
Н 191 Производство поковок. — СПб.: ХИМИЗДАТ, 2024, изд. 2-е, стереот. — 132 с., ил.
ISBN 978-5-93808-451-3
Обобщен многолетний опыт научно-исследовательской и производственной деятельности в области изготовления поковок.
Изложены практические рекомендации по интенсификации и оптимизации процесса ковки.
Книга предназначена для работников машиностроительных и металлургических предприятий, а также аспирантов и студентов, специализирующихся на обработке металлов давлением.
Н 2704030000⁻007 объяВл.
050(01)—24
© Назарьян В. А., Панкратов И. Н.,
Кулик Г. Н., 2011
ISBN 978-5-93808-451-3 © химиздат, 2011, 2024
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие 4
1. Требования к заготовкам деталей, получаемым ковкой 5
2. Технологические процессы производства поковок 20
3. Технологические ограничения при протяжке 35
4. Оптимизация режимов протяжки поковок комбинированными 40
бойками
5. Обкатка (проглаживание) 54
6. Решение проблемы увода оси при протяжке в комбинированных 62 бойках
7. Особенности режима нагрева слитков и заготовок под ковку 65
8. Дефекты, возникающие при ковке 86
9. Ковочное оборудование и тенденции его развития 97
Литература 112
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Схема типового расчета технологии раскатки 116 на прессах кольцевых заготовок (по М. Г. Златкину и И. М. Балясному)
ПРИЛОЖЕНИЕ II. Определение рабочего и холостого хода 126
ковочного пресса
ПРЕДИСЛОВИЕ Ковка — одно из старейших занятий человечества. Однако и в настоящее время технология производства поковок постоянно совершенствуется, поэтому рассматриваемые в брошюре вопросы весьма актуальны. Цель работы — способствовать повышению качества заготовок деталей за счет использования обобщенных сведений о развитии технологии производства поковок, в том числе применения принципов оптимизации технологии ковки. Излагаемый материал ранее существовал только в разрозненной технической литературе, что неудобно в практической работе. Книга включает 9 глав. В первой главе рассматриваются требования к поковкам, дан подробный обзор соответствующих ГОСТов. Вторая глава посвящена технологическим процессам ковки, главы с третьей по шестую — технологическим ограничениям при протяжке, оптимизации режимов протяжки поковок комбинированными бойками, обкатке и проблеме увода оси. В седьмой и восьмой главах рассмотрены особенности нагрева слитков и заготовок под ковку и дефекты, возникающие в них. Авторы благодарят за помощь при работе над рукописью Л. П. Белову, рецензентов В. Н. Вострова и Ю. И. Гуменюка, а также ОАО «Дефорт» за поддержку при издании данной книги.
1. ТРЕБОВАНИЯ К ЗАГОТОВКАМ ДЕТАЛЕЙ, ПОЛУЧАЕМЫМ КОВКОЙ
Поставка поковок потребителю производится по чертежам, на которых указываются: марка стали, категория прочности (или твердости), документ, регламентирующий качество поковки (ГОСТ, ОСТ или ТУ), наиболее нагруженное место в условиях эксплуатации готового изделия, припуски под механическую обработку и вырезки проб для определения механических свойств, проверки остаточных напряжений. Кроме этого, должны быть показаны места контроля травлением, снятия отпечатков на выявление металлургических дефектов.
Чертеж согласуется между поставщиком и заказчиком, а в отдельных случаях — с головной металловедческой организацией.
Требования к поковкам в общих случаях регламентируются ГОСТами. Так, поковки общего назначения диаметром до 800 мм из конструкционных углеродистых, низколегированных и легированных сталей согласно ГОСТ 8479-70 разделены на пять групп: I группа — поковки без испытаний; II и III группы — поковки с испытаниями на твердость, причем для поковок II группы предварительную термическую обработку выполняют для всей партии одновременно, а поковки III группы термообрабатывают по одинаковому режиму; IV группа — поковки с испытаниями на растяжение, ударную вязкость и твердость для поковок одной плавки и совместной термообработки; V группа — принимается индивидуально каждая поковка.
Отнесение поковки к той или иной группе производится потребителем, и ее номер указывается на чертеже детали.
По требованию потребителя в чертежах или специальных технических условиях указываются дополнительные испытания при сдаче поковок. К таким испытаниям относятся: проверка на флокены, проба по Бауману, ультразвуковой контроль, перископический контроль, определение величины остаточных напряжений, предела текучести и ударной вязкости
5
при рабочих и отрицательных температурах, макро- и микроанализ структуры, проба на загиб, размеры зерна, оценка содержания неметаллических включений и другие. Поковки, поставляемые после окончательной термообработки, разделяются по категории прочности. Категории прочности и соответствующие им нормы механических свойств регламентируются ГОСТ 8479—70, в котором также указаны рекомендуемые марки стали в зависимости от размера сечения поковки и требуемой категории прочности. Требования, регламентируемые ГОСТом, указываются в условных обозначениях на чертежах поковок. Так, например: Гр. II (III) - НВ 140-159 ГОСТ 8479-70 - поковки II и III группы с твердостью НВ 140-159. Гр. IV (V) - КП 60 ГОСТ 8479-70 - поковки IV и V группы с категорией прочности КП 60, т. е. от = 60 кгс/мм² (588 МПа). Общие требования к поверхности поковок допускают отдельные дефекты, если глубина их, определяемая контрольной вырубкой или зачисткой, не превышает 75 % одностороннего фактического припуска. Если глубина дефектов превышает односторонний припуск, то для поковок из углеродистой и низколегированной стали допускается заварка дефектов с предварительной вырубкой. Поставляемые заготовки должны быть маркированы со стороны, соответствующей прибыльной части слитка, обозначением чертежа заготовки, номера плавки и номера поковки. Маркировка наносится ударным способом на зачищенном до металлического блеска месте поверхности заготовки. Все перечисленные выше требования указаны в ГОСТах. Однако не меньший интерес для специалистов имеют требования, предъявляемые к наиболее ответственным изделиям. Так, например, для изготовления заготовок валов и цельнокованых роторов паровых турбин они представлены в табл. 1.1 и 1.2. Химический состав стали определяют в соответствии с требованиями перечисленных ниже стандартов или другими методами, обеспечивающими необходимую точность анализа. ГОСТ 12344-2003 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения углерода ГОСТ 12345-2001 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения серы ГОСТ 12346-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кремния 6
ТАБЛИЦА 1.1
Механические свойства заготовок валов и роторов в зависимости от категории прочности
Категория <Ю2, МПа ов, МПа ан, КСЦ, Угол Рекомендуемые
прочности Образцы кге/мм кге/мм 8s, % V, % кДж/м загиба марки стали
кгсм/см
Продольные, >343 >569 >392
с конца вала >35 >58 >4
Т ангенциальные, >324 >539 >392
из бочки >33 >55 >4
Продольные, >490 >637 >588
с конца вала >50 >65 >17 >40 >6 180
Т ангенциальные, >461 >608 >13 >32 >441 150
I из бочки >47 >62 >15 >40 >4,5 150 40Х, 34ХМА, 34ХМ1А
II Продольные, 637-833 >804 >11 >32 >588 120 34ХМА, 34ХМ1А
III с конца вала 65-85 >82 >14 >40 >6 150 34ХН1МА, 34XH3MA,
Ша Т ангенциальные, 637-833 >765 >Ц >32 >441 120 38ХНЗМФА
IV из бочки 65-85 >78 >16 >40 >4,5 180 Р2МА
П р и > Продольные, 490-667 >618 >13 >35 >392 150 ЭИ415
противлен! с конца вала 50-68 >63 >13 >40 >4 150 гекучести, временное сопри диаме' Т ангенциальные, 490-667 >618 >11 >32 >392 120 атегория III применяется
бочек роте из бочки 50-68 >63 :ами яе ляютсе >4 предел ых точек по окружности
сторон исг Продольные, 588-735 >735 1Я вязк< есть и >490 'иб; 2. К 1лю; 4. По согласованию
5. Категоре с конца вала 60-75 >75 значее еий тве >5 различи енгенциальных образцах;
Т ангенциальные, 588-735 >716 а по длине >392 э Брине; шости по ГОСТ 8479---70.
из бочки 60-75 >73 ПрОДОЛ! Зных о >4 бо на т«
е ч а н и я: 1. Сдатс >чными xapai стеристик з не сое падаю; условный ями про1
ее разрыву, относите льное сужене ее, ударнг ероба на за,
гре бочки ротора до 800 мм; 3. 1< колебания рдости для
>ра или вала не дол; кны превыш< еть 30 ед --- 40 ед. п<
еытания на загиб п] юизводятся либо на бразцах, ли
ей прочности для заг этовок валов и роторо с категори
<эо
ТАБЛИЦА 1.2
Химический состав марок стали, рекомендуемых для изготовления заготовок валов и цельнокованых роторов паровых турбин
№ Марка стали Содержание элементов, %
п/п С Si Мп S Р Сг Ni Мо W V Си
0,36 0,17 0,50 0,80
0,44 0,37 0,80 1,10 0,20
0,30 0,17 0,40 0,90 0,30
40Х 0,40 0,37 0,70 1,30 <0,25 0.40
1 34ХМА 0,30 0,17 0,40 <0,030 <0,030 0,9 <0,50 0,55 <0,25
2 34ХМ1А 0,38 0,37 0,70 <0,025 <0,025 1,2 <0,40 0,20 <0,25
3 34ХН1МА 0,30 0,17 0,50 <0,025 <0,025 0,9 1.3 0,30 <0,25
4 34XH3MA 0,40 0,37 0,80 <0,025 <0,025 1,2 1,7 0,25 <0,25
5 38ХНЗМФА 0,30 0,17 0,50 <0,025 <0,025 0,7 2,75 0,40 <0,25
6 Р2МА 0,40 0,37 0,80 <0,025 <0,025 1,1 3,25 0,35 <0,25
7 (25Х1М1Ф) 0,34 0,17 0,25 <0,025 <0,025 1,2 3,00 0,45 <0,20
8 ЭИ415 0,42 0,37 0,55 <0,025 <0,025 1,5 3,40 0,90 0,10 <0,20
серь (20ХЗМВФ) 0,21 0,25 0,30 лонения от заде 1,5 <0,40 1,05 0,20 ржания
пост Тримечания: 0,29 0,50 0,60 а, допу с каются 1,8 <0,50 0,35 0,22 заводапрев , фосфора и ни 0,16 0,17 0,25 сфора в стали м 2,4 остава, 0,55 0,32 должна
авщика. 2. Сумм 0,24 0,40 0,60 ш обяза гельно. 3,3 ешению за исклт 0,30 0,60
ышать 0,045%. 3 1. Нез гачитель ные отк 1ННОГО с <МА, 34 главногс 0,50 0,85
жнего п эедела jy юлибден по разр ХМ1А, □чение м соде
а содер» <ания се ры и фо арок 341 мета? хлурга
Опреде тение ме ди в ста? 54XH1I ЧА не
ГОСТ 12347-77 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения фосфора ГОСТ 12348-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения марганца ГОСТ 12349-83 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения вольфрама ГОСТ 12350-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения хрома ГОСТ 12351-2003 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ванадия ГОСТ 12352-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения никеля ГОСТ 12353-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кобальта ГОСТ 12354-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения молибдена ГОСТ 12355-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения меди ГОСТ 12356-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения титана ГОСТ 12357-84 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения алюминия ГОСТ 12358-2002 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения мышьяка ГОСТ 12359-99 Стали углеродистые, легированные и высоколегированные. Методы определения азота ГОСТ 12360-82 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения бора ГОСТ 12361-2002 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ниобия ГОСТ 12362-79 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения микропримесей сурьмы, свинца, олова, цинка и кадмия ГОСТ 12363-79 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения селена ГОСТ 12364-84 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения церия ГОСТ 12365-84 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения циркония ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа Соответствие размеров вала требованиям чертежа обеспечивается путем обмера заготовки универсальным мерительным инструментом. 9
На поверхности заготовок валов, после предварительной механической обработки, не допускаются плены, трещины и другие дефекты, если глубина их выходит за 2/3 припуска на окончательную механическую обработку у заказчика. Для отдельных поковок это требование может быть более жестким. Так, например, на заготовки цельнокованых валов роторов турбогенераторов ТВВ-1000-4 из стали 25ХН3МФА, производимых на Ижорских заводах, глубина удаления дефектов перед окончательной термообработкой не должна превышать 1/3 одностороннего припуска для механической обработки. На поверхностях, подлежащих травлению, допускаются разрозненные неметаллические включения длиной 1 мм включительно, количеством не более 2 штук на площади 0,025 м². На каждом участке травления указанных дефектов допускается не более 15 штук. На окончательно обработанных поверхностях рабочих шеек, в местах посадки подшипников, указанные дефекты не допускаются. Наличие более крупных дефектов или большие их количества разрешаются только по согласованию поставщика и заказчика. Внешний осмотр заготовок валов производится визуально. Сомнительные места могут быть дополнительно зачищены, протравлены и осмотрены с помощью лупы. Если вал изготавливается с осевым отверстием, то на поверхности канала при перископическом контроле не допускаются: трещины, флокены, раковины, остатки усадочной рыхлости, крупные неметаллические включения длиной более 3 мм или скопления мелких неметаллических включений размером до 1,5 мм включительно в количестве более 10 штук на площади 0,06 м², расположение включений цепочкой. Допускаются разрозненные неметаллические включения: длиной от 1,5 до 3 мм в количестве 10 штук; от 1 до 1,5 мм на всей поверхности канала ротора не более 25 штук; менее 1 мм не учитываются при их разрозненном характере. При необходимости проводится осветление и травление поверхности, а иногда применяют цветную дефектоскопию. Суть цветной дефектоскопии заключается в том, что некоторые жидкости, которыми заполняют полости трещин на поверхности заготовок, обладают способностью люминесциро-вать под воздействием ультрафиолетового облучения либо изменять окраску нанесенного на поверхность проявителя, четко выделяясь на общем фоне. Контроль макроструктуры заготовок производится травлением и снятием серных отпечатков на темплетах по методу 10
Доступ онлайн
500 ₽
В корзину