Технология производства и потребительские свойства прутков и полос из быстрорежущей стали

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Кафедра технологии важнейших отраслей промышленности

 

 

 

 

 

 

 

ИНДИВИДУАЛЬНАЯ  РАБОТА

на тему: «Технология производства и потребительские свойства прутков и полос из быстрорежущей стали»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент

 (подпись)

(дата)

 

Проверил 

                                                                     

(подпись)

(дата)

 

 

 

МИНСК 2014

СОДЕРЖАНИЕ  ИНДИВИДУАЛЬНОЙ РАБОТЫ

 

РЕФЕРАТ                                                                                                               2

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                           3

1. Применение  описываемого товара в сфере  производства и потребления. 4

2. Классификационные  признаки описываемого товара.                                  5

3. Потребительские  свойства описываемого товара.                                         7

4. Технология производства  описываемого товара и ее технико-экономическая оценка.                                                                                               9

5. Нормативно-техническая документация на описываемый товар, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями стандартов.                                                                                                            13

6. Контроль качества  товара. Нормативно-техническая документация на правила приемки, испытания, хранения и эксплуатации товара.                    17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                                     20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ                                             21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

Работа содержит: 21 страницу, 9 таблиц, 2 рисунка, 1 блок-схему.

Ключевые слова: быстрорежущая сталь, технология производства, показатели качества, потребительские свойства, химический состав, контроль качества, стандарты.

Изучена товарная продукция в виде прутков и полос из быстрорежущей стали, применение их в производстве и потреблении.

Определены  потребительские свойства быстрорежущей стали. При изучении и описании технологии производства прутков и полос из быстрорежущей стали дана характеристика основным стадиям производства, разработана и приведена блок-схемы производства прутков и полос из быстродействующей стали, выявлено влияние технологии, сырья на качество продукции.

Для определения  нормируемых показателей качества прутков и полос из быстродействующей стали изучены соответствующие стандарты.

Изучены вопросы  контроля качества данной позиции, правила приемки, транспортирования и хранения готовой продукции. Использовано                            7 литературных источников.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Прутки и  полосы из быстрорежущей стали – представляют высоколегированные теплостойкие стали, широко применяемые для изготовления режущих инструментов, работающих в условиях значительного силового нагружения и разогрева режущих кромок. Своё название стали получили потому, что изготовленный из них инструмент может работать при высоких скоростях резания, не теряя твёрдости.

Отличительной особенностью данных изделий из быстрорежущих сталей является их высокая теплостойкость (600-650 °С) в сочетании с высокой твёрдостью (64-71 HRC), износостойкостью и повышенным сопротивлением пластической деформации.

Из истории  известно, что в результате развития производственных сил, для обточки  деталей из дерева, цветных металлов, мягкой стали резцы из обычной  твердой стали были вполне пригодны, но при обработке стальных деталей резец быстро разогревался, скоро изнашивался и деталь нельзя было обтачивать со скоростью больше 5 м/мин.

Барьер этот удалось преодолеть после того, как в 1858 году Р. Мюшетт получил сталь, содержащую 1,85 % углерода, 9 % вольфрама и 2,5 % марганца. Спустя десять лет Мюшетт изготовил новую сталь, получившую название самокалки. Она содержала 2,15 % углерода, 0,38 % марганца, 5,44 % вольфрама и 0,4 % хрома. Через три года на заводе Самуэля Осберна в Шеффилде началось производство мюшеттовой стали. Она не теряла режущей способности при нагревании до 300 °C и позволяла в полтора раза увеличить скорость резания металла — 7,5 м/мин.

Спустя сорок лет  на рынке появилась быстрорежущая  сталь американских инженеров Тэйлора  и Уатта. Резцы из этой стали допускали скорость резания до 18 м/мин. Эта сталь стала прообразом современной быстрорежущей стали Р18.

Еще через 5—6 лет появилась, сверхбыстрорежущая сталь, допускающая  скорость резания до 35 м/мин. Так, благодаря  вольфраму было достигнуто повышение скорости резания за 50 лет в семь раз и, следовательно, во столько же раз повысилась производительность металлорежущих станков.

Дальнейшее успешное использование  вольфрама нашло себе применение в создании твердых сплавов, которые  состоят из вольфрама, хрома, кобальта. Были созданы такие сплавы для резцов, как стеллит. Первый стеллит позволял повысить скорость резания до 45 м/мин при температуре 700—750 °C. Сплав вида, выпущенный Круппом в 1927 году, имел твердость по шкале Мооса 9,7—9,9 (твердость алмаза равна 10).

В 1970-х годах в связи с дефицитом  вольфрама быстрорежущая сталь  марки Р18 была почти повсеместно  заменена на сталь марки Р6М5, которая  в свою очередь вытесняется безвольфрамовыми Р0М5Ф1 и Р0М2Ф3.

 

1. ПРИМЕНЕНИЕ ОПИСЫВАЕМОГО ТОВАРА В СФЕРЕ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ

Прутки и  полосы из быстроре́жущей ста́ли представляют собой легированные стали, предназначенные, главным образом, для изготовления металлорежущего инструмента, работающего при высоких скоростях резания.

Полосы и прутки из быстрорежущей стали выпускаются  в соответствии с требованиями ГОСТ 19265-73.

Данный вид стали  чаще всего используется для изготовления режущих инструментов. Инструментальная быстрорежущая сталь сочетает в себе при повышенных температурах высокую износостойкость, теплоустойчивость (в зависимости от обработки и состава 600 - 650^оС) с высокой твердостью и повышенное сопротивление пластической деформации.

Применение быстрорежущих  сталей в качестве материала для  режущих инструментов позволяет  увеличить скорость резания в 2-4 раза и стойкость инструмента  в 10-40 раз по сравнению с инструментальными сталями, не обладающими теплостойкостью.

Уступая твёрдым сплавам  по теплостойкости и твёрдости, быстрорежущие  стали превосходят их по прочности  и вязкости. Кроме того, в отличие  от твёрдых сплавов быстрорежущие  стали можно обрабатывать резанием.

Помимо своего основного  назначения быстрорежущие стали  применяются также для изготовления подшипников качения, игл топливной  аппаратуры, тяжело нагруженных штампов  холодного деформирования и др.

Из быстрорежущей  стали изготавливают в основном концевой инструмент (метчики, свёрла, фрезы небольших диаметров) В токарной обработке резцы со сменными и напайными твердосплавными пластинами почти полностью вытеснили резцы из быстрорежущей стали.

По применению отечественных марок быстрорежущих  сталей существуют следующие рекомендации. Так, к примеру сталь марки Р9 рекомендуют для изготовления инструментов простой формы не требующих большого объема шлифовки, для обработки обычных конструкционных материалов (резцов, фрез, зенкеров). Для фасонных и сложных инструментов (для нарезания резьб и зубьев), для которых основным требованием является высокая износостойкость, рекомендуют использовать сталь марки Р18 (вольфрамовая).

Кобальтовые быстрорежущие стали (Р9К5, Р9К10) применяют для обработки деталей из труднообрабатываемых коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов, в условиях прерывистого резания, вибраций, недостаточного охлаждения.

Вольфрамомолибденовые стали (Р9М4, Р6М3) используют для инструментов, работающих в условиях черновой обработки, а также для изготовления протяжек, долбяков, шеверов, фрез.

 

2. КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ  ПРИЗНАКИ ОПИСЫВАЕМОГО ТОВАРА

Сталь инструментальная быстрорежущая может производиться  методом легирования стали или  без легирования. В последнем случае ее можно считать разновидностью углеродистой стали. Инструментальная быстрорежущая сталь обладает классификацией и свойствами углеродистой или легированной стали, в зависимости от того к какому типу она относится.

В зависимости от содержания легирующих компонентов различают  быстрорежущие стали умеренной (при  содержании ванадия до 2%) и повышенной (при высоком содержании ванадия и углерода, азота или дополнительном легировании кобальтом) красностойкости.

В соответствии с ГОСТ 19265-73 сталь изготовляется в виде прутков и полос. По форме, размерам и предельным отклонениям сталь должна соответствовать требованиям: 
- горячекатаная круглого и квадратного сечения – ГОСТ 2590-88 и ГОСТ 2591-88; 
- кованая – ГОСТ 1133-71; 
- полосовая – ГОСТ 4405-75; 
- калиброванная – ГОСТ 7417-75; 
- сталь со специальной отделкой поверхности – ГОСТ 14955-77 диаметром от 1 до 25 мм включительно.

Металлопродукция подразделяется по макроструктуре и карбидной неоднородности на группы: 
I группа (диаметр или толщина от 80 до 200 мм); 
II группа (диаметр или толщина до 150 мм);

По способу дальнейшей обработки на подгруппы: 
а – для горячей обработки давлением; 
б – для холодной механической обработки.

 

В соответствии с ТНВЭД  Таможенного союза код данного товара 7227 10 000 0, 7228 10 200 0,  7228 10 500 0, 7228 10 900 0 –

Раздел XV «Недрагоценные металлы и изделия из них»

Группа 72 «Черные металлы»

Позиция 7227 «Прутки горячекатаные, в свободно смотанных бухтах, из прочих легированных сталей»

Субпозиция 7227 10 000 0 «Из быстрорежущей стали»

А также:

Позиция 7228 «Прутки  из прочих легированных сталей прочие; уголки, фасонные и специальные профили, из прочих легированных сталей; прутки пустотелые для буровых работ из легированной или нелегированной стали»

Субпозиция 7228 10 «Прутки из быстрорежущей стали»

Судсубпозиция 7228 10 200 0 «Без дальнейшей обработки, кроме горячей прокатки, горячего волочения или экструдирования; горячекатаные, горячетянутые или экструдированные, без дальнейшей обработки, кроме плакирования»

7228 10 500 0 «Кованные»

7228 10 900 0 «Прочие»

 

В соответствии с ОКП РБ код товара 27.10.50.100; 27.10.50.200 -

Секция D «Продукция перерабатывающей  промышленности»

Подсекция DJ «Металлы основные и готовые металлические изделия»

Раздел 27 «Металлы основные»

Группа 27.1 «Основные черные металлы: железо, чугун, сталь и ферро-сплавы»

Класс 27.10 «Основные черные металлы: железо, чугун, сталь и ферро-сплавы»

Категория 27.10.5 «Прокат плоский и прутки горячекатаные из быстрорежущей стали»

Подкатегория 27.10.50 «Прокат плоский и прутки горячекатаные из быстрорежущей стали»

Вид 27.10.50.100 «Прокат  плоский (листы, пластины, ленты) горячекатаный  из быстрорежущей стали»

           27.10.50.200 «Прутки горячекатаные и кованые из быстрорежущей стали»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ  СВОЙСТВА ОПИСЫВАЕМОГО ТОВАРА

Прутки и  полосы из быстрорежущей стали обладают следующими свойствами:

1. Горячая твердость.

Данный показатель характеризует, какую температуру сталь может выдержать.

На рисунке 3.1 приведены кривые, характеризующие  твердость углеродистой и быстрорежущей  сталей при повышенных температурах испытаний.

Рисунок 3.1. Твердость  быстрорежущей стали при повышенных температурах

 

При нормальной температуре твердость углеродистой стали даже несколько выше твердости быстрорежущей стали. Однако, в процессе работы режущего инструмента, происходит интенсивное выделение тепла. При этом до 80% выделившегося тепла уходит на разогрев инструмента. Вследствие повышения температуры режущей кромки начинается отпуск материала инструмента и снижается его твердость.

После нагрева до 200°C твердость углеродистой стали начинает быстро падать. Для этой стали недопустим режим резания, при котором инструмент нагревался бы выше 200°C. У быстрорежущей стали высокая твердость сохраняется при нагреве до 500—600°C. Инструмент из быстрорежущей стали более производителен, чем инструмент из углеродистой стали.