Вибір матеріалу, маршрутної технології виготовлення та термічної обробки матриці

Abstract

Мета роботи – розробка прогресивної маршрутної технології виготовлення та термічної обробки деталі «матриця» зі сталі Böhler K110 для покращення її експлуатаційних властивостей, таких як твердість, зносостійкість і довговічність. Завдання: проаналізувати існуючі методи і технології отримання матриці; обґрунтувати вибір сталі Böhler K110, як матеріалу матриці; розробити сучасну маршрутну технологію виготовлення і термічної обробки матриці зі сталі Böhler K110; дослідити вплив легувальних елементів на мікроструктуру та твердість сталі Böhler K110. Методи дослідження: металографічний метод аналізу структури та неметалевих включень, дюрометричний метод (макро- та мікротвердість). Розглянуто умови роботи матриці, включаючи високі контактні напруження, циклічні навантаження, тертя та локальний нагрів. Визначено ключові механізми зносу та руйнування, що формують вимоги до матеріалу та технології. Проведено огляд науково-технічної літератури щодо матеріалів та технологій обробки інструментальних сталей. Обґрунтовано вибір сталі Böhler K110 як оптимального матеріалу та проаналізовано методи поверхневого зміцнення (азотування, нітроцементація). Обґрунтовано вибір інструментальної сталі Böhler K110 через її зносостійкість, міцність та стабільність. Описано вплив легувальних елементів (C, Cr, Mo, V) на її властивості. Представлено методи контролю структури та твердості: металографічний аналіз (Zeiss Axio Vert.A1) та вимірювання твердості (ТШ-2, ТР-5006, ПМТ-3). Розроблено послідовність технологічних операцій, від металургійного отримання сталі та кування заготовки до чорнової обробки та проміжного зняття напруг. Підкреслено важливість кожного етапу для досягнення необхідних властивостей та точності. Представлено розрахункові та експериментальні дані щодо термічної (відпал, гартування, трикратний відпуск) та хіміко-термічної (нітроцементація) обробки. Наведено результати металографічного аналізу мікроструктури, вимірювання твердості та оцінки неметалевих включень. Обґрунтовано вибір спеціалізованого обладнання.