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定時(shí)器發(fā)條工藝編制與研究
定時(shí)器發(fā)條工藝編制與研究，小編為大家獻(xiàn)上的關(guān)于智能傳感器的設(shè)計(jì)的了論文哦!歡迎大家借鑒!
摘 要：本文通過大量試驗(yàn)編制出了定時(shí)器發(fā)條的生產(chǎn)工藝，滿足廣大用戶對其機(jī)械性能及幾何尺寸的要求。
關(guān)鍵詞：定時(shí)器 發(fā)條 儀表
儀表發(fā)條是我廠的一種性產(chǎn)品，為了滿足廣大用戶對其機(jī)械性能及幾何尺寸的要求。我們做了大量的試驗(yàn)、吸取最佳生產(chǎn)方案，編制出定時(shí)器發(fā)條的生產(chǎn)工藝。實(shí)踐證明該工藝是可行的，按此工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品其機(jī)械性能及幾何要求都滿足了用戶的要求。
1 試驗(yàn)方法
材料：2Cr19Ni9M。幾何尺寸為￠10 mm棒料。
對定時(shí)器發(fā)條的物理性能的影響因素較多，其主要影響因素為：化學(xué)成分、固溶溫度及時(shí)間、鹽浴尺寸(變形量)、定性溫度及時(shí)間。我們在試驗(yàn)時(shí)，觀察每個(gè)因素的影響時(shí)都是把其他各因素加以固定，以觀察該因素影響的效果。
2 試驗(yàn)分析
根據(jù)上述的試驗(yàn)方法，所得出的效果如下。
2.1 原材料的化學(xué)成分對條的性能的影響
試驗(yàn)條件：固溶1180℃+8′，固溶尺寸為3.7 mm，時(shí)效處理490℃+2.00時(shí)，其試驗(yàn)結(jié)果見表1。
由表1可以看出，在其他成份大致相同的情況下，含碳量高者其強(qiáng)度及力矩都是較高的。但軋制效果看較差，軋出的條易裂、而且硬，軋制困難，成品條易斷，脆性較大。含碳量低者其性能略低于含碳量高者，但其塑性很好，合格率高，而在原材料加氮，則其性能較低碳量有一定的提高。我們認(rèn)為，材料中碳含量高，經(jīng)固溶后，其中的碳化物完全溶解，均勻化。所以表現(xiàn)出固溶后其硬度值較高強(qiáng)度高，同時(shí)碳的含量高，易造成晶界腐蝕，因而使塑性下降，脆性增大，在軋制時(shí)開裂較大。所以造成工藝難度較大，成品條出現(xiàn)脆斷。組織中加氮，在固溶時(shí)，同樣以固溶狀態(tài)溶入在組織中，材料的塑性很好，在經(jīng)過90%的軋制型變量后，金屬組織中的位錯(cuò)密度提高很大，形成加工硬化，而在時(shí)效處理時(shí)，有些位錯(cuò)被恢復(fù)，而大量的位錯(cuò)織構(gòu)被碳、氮所形成的柯氏氣團(tuán)固定位，因而提高了強(qiáng)度。因而加氮是可行的，但含量不可過高，過高使脆性增大。
綜上所述，我們認(rèn)為含碳量以0.21%～0.25%為宜，加氮量為0.1%～0.13%，含碳量在0.24以上時(shí)，不宜加氮。
2.2 原材料固溶尺寸對條的性能影響
實(shí)驗(yàn)條件：固溶1180℃+8′，時(shí)效處理490℃+2.00，成份C：0.22%，其試驗(yàn)結(jié)果見表2所示。
從表2可以看出，固溶尺寸越大，則其形變量越大，那么位錯(cuò)密度就越高。即加工硬化效果就越大，在時(shí)效強(qiáng)化后條的抗拉強(qiáng)度也隨之提高，但是當(dāng)變形量過大時(shí)位錯(cuò)密度高到一定程度時(shí)，便形成微裂紋，使成品發(fā)條脆性增大，使廢品率提高。另外當(dāng)變形量大到一定程度時(shí)，其力矩的提高幅度并不高。見圖1。但形變低時(shí)，其強(qiáng)化效果不佳，在尺寸為4.2 mm左右時(shí)，其效果較好，且軋制效果也好。變形量對力矩的落差影響不大，因此我們采用4.2 mm左右的固溶尺寸。
2.3 固溶溫度的影響
試驗(yàn)條件：固溶尺寸3.7 mm，成分C：0.22%，時(shí)效處理490 ℃+2.00，固溶時(shí)間：8分鐘。試驗(yàn)結(jié)果見表3。
由表3可知，固溶溫度的變化對成品發(fā)條的硬度、抗拉強(qiáng)度影響是很小的，對力矩的影響也不明顯，溫度高能使材料的固溶度達(dá)到較好的程度，碳化物溶解的較多。在1250 ℃時(shí)處理的材料軋制效果較差，可能是金屬組織中的晶粒變大，或是由于溫度過高，組織中產(chǎn)生過燒現(xiàn)象，綜上所述我們認(rèn)為固溶溫度為1180 ℃左右為宜。
2.4 固溶時(shí)間的影響
試驗(yàn)條件：固溶1180 ℃，尺寸3.7 mm，成份C：0.22%，時(shí)效處理490 ℃+2.00。其試驗(yàn)結(jié)果見表4。
由表4可知，固溶時(shí)間長的其效果好，在1180 ℃時(shí)，首先說材料是達(dá)不到過熱和過燒的，那么時(shí)間長，材料中的碳化物溶解的較多，均勻化程度較好，所以表現(xiàn)出固溶后的硬度較低，軋制效果也好。碳原子的均勻化對后續(xù)的時(shí)效強(qiáng)化是極有好處的，這樣時(shí)效使其柯氏氣團(tuán)的碳化物微粒更是均勻、彌散，大粒的硬化物較少，對發(fā)條的力矩也有提高。根據(jù)金屬組織中的碳及其成份擴(kuò)散過程，化合物的溶解時(shí)較快些，而均勻化是需要較長的時(shí)間的，因此我們認(rèn)為長時(shí)間是好的。從經(jīng)濟(jì)效果考慮，取固溶時(shí)間為8 min時(shí)合適的，時(shí)間太短其碳化物的溶解度擴(kuò)散是極不充分的，對材料的性能無好處。
2.5 時(shí)效溫度的影響
試驗(yàn)條件：固溶1180℃+8′，尺寸3.7 mm，成份C：0.22%，時(shí)效時(shí)間為2.00小時(shí)，其試驗(yàn)結(jié)果如表5。
由表5可知，時(shí)效強(qiáng)化是存在一個(gè)最佳溫度區(qū)，在該溫度時(shí)，其硬度及抗拉強(qiáng)度都是達(dá)到最大值，同樣發(fā)條的力矩輸出也是符合這個(gè)規(guī)律的，它們的變化規(guī)律由圖2可清楚的反映出來。在520 ℃時(shí)，其組織中的碳化物析出是較為均勻、彌散的，是較理想的碳化物氣團(tuán)，對位錯(cuò)的移動阻力最大，因此效果最好，而過高的溫度，金屬組織中的碳化物聚集長大，破壞柯氏氣團(tuán)的作用，同時(shí)，將由冷軋變形所造成的高位錯(cuò)密度經(jīng)高溫時(shí)效使位錯(cuò)被恢復(fù)，或被再結(jié)晶，因而發(fā)條的強(qiáng)度及力矩下降。若溫度低，將造成碳化物形核量不足或形成不了柯氏氣團(tuán)，故強(qiáng)化效果不佳，因此我們認(rèn)為時(shí)效的溫度應(yīng)為520 ℃為宜。
2.6 時(shí)效時(shí)間的影響
試驗(yàn)條件：固溶1180℃+8′，尺寸3.7 mm，成份C：0.22%，時(shí)效溫度為490℃，其試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。
由表6可知，在溫度一定的條件下，時(shí)效時(shí)間是一個(gè)主要的參數(shù)，此試驗(yàn)所取的溫度是較低的，非理想溫度。但從表6我們可以找出一些規(guī)律性的東西，在該溫度的條件下，時(shí)間長一點(diǎn)事有利于時(shí)效強(qiáng)化的，但不可過長，過長了同樣會使強(qiáng)度下降。碳原子及金屬原子的擴(kuò)散速度是很慢的，所以在低溫度時(shí)應(yīng)長一點(diǎn)時(shí)間，高溫時(shí)應(yīng)短一點(diǎn)時(shí)間。高溫時(shí)效的效果不好，易過時(shí)效，所以我們認(rèn)為在目前的裝爐量及加熱條件下時(shí)效工藝為520 ℃+2.00小時(shí)。
2.7 粗、精軋制的下壓量及軋制道次對成品率的影響
為了保證軋制后發(fā)條的平度、直度及表面質(zhì)量，我們經(jīng)過試驗(yàn)認(rèn)為，每次下壓量不易過大，變形量以10%為宜，這樣方可保證發(fā)條的尺寸均勻性好，可提高發(fā)條的彈性。因此我們就現(xiàn)有的軋機(jī)編制出軋制道次及下壓量，實(shí)踐證明可行，所以保證質(zhì)量。
3 結(jié)論
我們根據(jù)這些試驗(yàn)及實(shí)踐的考驗(yàn)，編制出了定時(shí)器發(fā)條的生產(chǎn)工藝，按該工藝生產(chǎn)出的發(fā)條其性能及幾何尺寸是可以得到保證的。
參考文獻(xiàn)
[1] 北京鋼鐵學(xué)院.金屬學(xué)[M].
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