Imbunatatirea Tehnologiei de Fabricare a Rulmentilor la Koyo S.a. Elemente de Fabricare a Coliviilor de Rulmenti

Îmbunătățirea tehnologiei de fabricare a rulmenților la KOYO SA. Elemente de fabricare a coliviilor de rulmenți

CUPRINS

NOȚIUNI INTRODUCTIVE. SCURT ISTORIC

Cap. I GENERALITĂȚI

I.1Aliaje Fe C – clasificare oțeluri aliate

I.1.1 C120

I.1.2 OLC 45

I.1.3 RUL 1

I.2 Procese fizico-chimice întâlnite la elaborarea oțelului

I.3 Procedee de elaborare

1.4 Procesele pentru îmbunătățirea calității oțelului și a condițiilor tehnico-economice

Cap. II OȚELURI DE SCULE

II.1 Oțeluri de scule la rece

II.2 Oțeluri de scule la cald

II.3 Oțeluri rapide de scule

II.4 Proprietățile și factorii de influență asupra oțelurilor de scule

Cap III TRATAMENTE TERMICE. PUNCTELE CRITICE ALE OȚELURILOR

Cap. IV CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND ÎMBUNĂTĂȚIREA PRODUCȚIEI DE ȘTANȚE ȘI MATRIȚE PENTRU RULMENȚI LA SC KOYO ROMǺNIA SA

BIBLIOGRAFIE

ANEXE

NOȚIUNI INTRODUCTIVE. SCURT ISTORIC

Sculele din oțel se confecționează încă din timpuri foarte îndepărtate, fapt dovedit de mărturiile vechilor popoare ale Asiei, Europei, Afircii și mai puțin ale Americii. Astfel, din desenele rămase de la vechii egipteni se poate deduce că la construirea piramidelor și a sfincșilor s-au folosit scule din oțel, deductiv întărită prin descoperirea unui rest de sculă din oțel moale forjat (conținand puțin nichel) în zidăria piramidei de la Gizeh, veche de peste 4900 ani. Despre răspândirea sculelor din oțel la vechii greci se amintește în scrisorile lui Aristotel, iar dovezile materiale ramăse din timpul romanilor sunt foarte numeroase.

Pentru ținuturile noastre sunt interesante descoperirile făcute de Grădiște, unde s-a găsit un atelier de forjă de pe timpul Dacilor, atelier înzestrat cu nicovale, clești și alte scule pentru forjă. Dintre produsele acestui atelier ne-au rămas seceri, greble, cosoare pentru vie, teste și compasuri pentru tâmplărie, etc.

Numeroase denumiri și reprezentări de scule au rămas începând din secolul al VI-lea, însă prima descriere a unui proces legat de confecționarea unei scule și anume tratarea pilelor, apare abia în prima jumătate a secolului al XI-lea (Theophilus Presbyter) care menționează că: “se arde un corn de bou în foc și se rade, se amestecă o treime sare și se macină puternic. Se pune pila în foc și când este bine încălzită se presară pe toate fețele ei amestecul prăfos. Se introduce pila în foc de carbine potrivit, care arde intens, se suflă cu putere din toate părțile ca să nu cadă amestecul prăfos, se scoate pila repede și se clătește uniform în apă, se scoate, se ususcă ușor deasupra focului”. Este deci vorba de o durificare superficială prin cementarea și călirea suprafeței pilei din oțel moale, așa cum se obținea cel mai des în acele timpuri sub formă de lupe, direct din minereu în așa-zilese vetre deschise.

Progrese importante s-au făcut în secolul al XVI-lea, ajungându-se să se cunoască bine cărburarea oțelului moale, iar în secolul al XVII-lea, Mathurin Jousse dă îndrumări pentru călire și revenire, îndrumări care nu se deosebesc esențial de cele de astăzi.

Cele mai însemnate realizări, legate de încheierea copilăriei oțelului, deci și a oțelurilor de scule, aparțin însă secolului al XVIII-lea, Astfel în anul 1722, Réaumur publica o lucrare asupra cementării oțelului moale, în amestec de mangal, cenușă și sare, lucrare care marchează trecerea de la empirism la fundamentarea științifică a proceselor.

În anul 1734 Swedeborg publică primul tratat de siderurgie în care se prezintă comparativ cele mai bune procedee. Evenimentul crucial se petrece în anul 1740, când ceasornicarul Huntsman, nemulțumit de calitatea neuniformă a arcașurilor de ceasornice din oțel cementat, topește acest oțel în creuzet și inventează astfel primul procedeu de elaborare a oțelului prin fuziune, procedeu care reprezintă piatra de hotar în istoria oțelului de scule. Primele premise ale bazei științifice a elaborării oțelului le găsim apoi în lucrarea lui Lomonosov “Primele începuturi ale siderurgiei”, publicată în anul 1763.

În ultimul sfert al secolului al XVIII-lea Lavoisier descopă oxigenul, punând astfel capăt teoriei flogistonului (după această teorie, oțelul constă dintr-un pământ ciudat, unit cu o anumită cantitate de flogiston și o anumită proporție de căldură) și deschinzând calea spre marile realizări ale secolului al XIX-lea, secolul maturizării producției de oțel.

La începutul secolului al XIX-lea sculele se confecționau din oțel de creuzet și din oțel moale, obținut sub formă de lupe, din care se forjau bare și acestea se cementau. O îmbunătațire a sculelor s-a obținut folosind bare de asemenea oțeluri prin forjarea lor în pachet. Situația s-a schimbat apoi radical prin inventarea convertizorului (1855), a cuptorului Martin (1864) și a procedeului Thomas (1878) dar mai ales a procedeului electic, pentru care s-au creat condiții de dezvoltare după construirea primului generator puternic de curent electric alternativ de către Dolivo-Dobrovolski (1891).

Începând din anii 1900-1904, cuptoarele electrice se răspândesc cu repeziciune și reușesc, mai ales în perioada 1920-1940, să înlăture creuzetul aproape complet.

Descoperirile secolului al XIX-lea au revoluționat producția de oțel și au creat condiții pentru o creștere cantitativă și o îmbunătățire calitativă în ritm susținut a producției, a cărei bază științifică își are începuturile în lucrarea amintită a lui Lomonosov. Această bază a fost completată prin munca multor cercetători timp de circa un secol, începând cu Karsten (1782 – 1853) care a arătat însemnătatea carbonului în oțel, înlăturând concepția greșită a lui Lavoisier care considera oxigenul ca element de bază al oțelului.

Cam în același timp Anosov (1799- 1851) a fixat premisele bazei științifice a elaborării și turnării oțelului de creuzet, precum și influența zgurei. Anasov este și primul cercetător care s-a ocupat cu influența elementelor de aliere, cunoștințele despre alte elemente, în afară de carbon, fiind neînsemnate în acel timp.

De asemenea, este primul cercetător al structurii oțelului, folosind în acest scop microscopul metalografic. În anul 1868, D. K. Cernov, fondatorul metalografiei științifice, descoperă punctele critice ale oțelului și influența structurii asupra proprietăților, iar în anul 1878 Grum-Grjimailo, în lucrarea “Producția oțelului” expune și aplică pentru prima dată legile fizico-chimice în interpretarea procesului de elaborare a oțelului precum și la analizarea rolului zgurelor.

Baza științifică a elaborării oțelurilor, create de oamenii de știință amintiți, a fost lărgită de o pleiadă de alți oameni de știință dintre care un merit deosebit au avut M. M. Karnaouhov și A. A. Baikov. Primul a tratat în lucrarea “Metalurgia Oțelului”, procesul de elaborare a oțelurilor în cuptorul Martin și în convertizor, pe baza legii echilibrelor fizico-chimice în lumina legilor termodinamice; al doilea a introdus teoria disocierii, care permite o vedere mai clară a mecanismului prin care poate fi influențată rezistența chimică Rc care se opune procesului, deci viteza de reacție vr exprimată prin relația

în care Fa poate fi privită ca o forță favorabilă procesului (de exemplu, afinitatea substanțelor care intră în reacție). Această bază științifică a contribuit în măsură importantă la îmbunătățirea calității oțelurilor de scule și la îmbogățirea gamei acestora (nealiate și aliate).

În ce privește alierea oțelurilor de scule, aceasta s-a făcut la început în mod empiric, ceea ce explică de exemplu insuccesele practice cu oțeluri cu titan, pentru care Mushet a obținut 13 patente (prin anul 1859), precum și cu oțelurile aliate cu 1% W sau cu circa 1% Mn, introduse de Meyer.

Ceva nou aduse Mushet la sfârșitul anului 1860 cu un oțel conținând 1,4% C, 8% W și 2,5 % Mn, oțel autocalibil și care avea rezistență la uzură mare, dar care nu s-a răspândit, deoarece se forja greu și prelucrarea prin așchiere era dificilă din cauza durității mari (tratamentele termice nu erau încă bine puse la punct).

Curând după acesta s-a înțeles însemnătatea alierii cu crom, iar Taylor și White au inventat oțelul rapid și au scos în evidență efectul călirii de la temperaturi înalte a oțelurilor de scule aliate, descoperire comunicată abia în anul 1906, a ajuns la următoarea compoziție tip: 0,67% C, 5, 17% Cr, 18,91% W și 0,29% V, compoziție care a fost îmbunătățită până la începutul primului război mondial, iar astăzi este socotită drept compoziție tip: 18% W, 4% Cr, 1% V (18-4-1)

Alături de oțelul rapid, s-au dezvoltat și alte oteluri aliate de scule, mai ales după anul 1920, când elaborarea a căpătat o bază științifică și de când oțelurile de scule nealiate au cedat mult în fața celor aliate.

Asociația Mondială a Oțelului a luat ființă în anul 1967 și este una dintre cele mai importante organizații din industria de profil, reunind 180 de producători, inclusiv 19 din cele mai mari 20 de companii la nivel mondial, asociații naționale și regionale, respectiv institute de cercetare. Membrii organizației produc anual aproximativ 85% din oțelul livrat la nivel mondial.

Pentru anul 1989, producția mondială de oțel a fost de 786 milioane de tone, iar în anul 2009, a scăzut cu 8% față de anul 2008, până la 1,22 de miliarde de tone.

Cei mai mari producători erau:

China – 567,8 milioane tone,

Japonia – 87,5 milioane tone, 

Rusia – 59,9 milioane de tone,

SUA – 58,1 milioane de tone.

În anul 2010, producția mondială a crescut la 1,4 miliarde tone.

Producția de oțel pentru România a scăzut în anul 2009 cu 46,4%, la 2,7 milioane de tone,

iar în 2010 producția a urcat la 3,9 milioane tone.

Deși locul ocupat de oțelurile de scule este modest din punct de vedere cantitativ, ele reprezintă un factor de bază în dezvoltarea industriei constructoare de mașini, în extracția materiilor prime și în multe alte domenii industriale. În toate aceste domenii progresul depinde în mare măsură de calitatea sculelor, deci de calitatea oțelurilor folosite, care este determinată, în primul rând, de compoziția chimică, și de elaborarea lor.

Cap. I GENERALITĂȚI

I.1 Aliaje Fe C – clasificare oțeluri aliate

Oțelul este un aliaj de fier cu carbon. Durificabilitatea lui prin călire este foarte cunoscută și are aplicații în multe domenii industriale.

Oțelul se obține prin afinarea fontei, care constă în reglarea conținuturilor de elemente însoțitoare (C, Si, Mn, P, S) în limitele prescrise pentru oțeluri. La baza procesului de afinare stau reacțiile de oxidare a elementelor însoțitoare, cu eliminarea oxizilor formați sau în zgură sau în gazele de ardere.

Adăugarea în masa acestui material a diferitelor elemente, în diverse proporții, determinate de marca aleasă îi conferă oțelului caracteristicile fizico-mecanice superioare fontei și o capacitate de prelucrare mai bună, calități care îl situează pe primul loc în industria constructoare de mașini.

Oțelul poate fi elaborat prin următoarele procedee:

procedeul Simens-Martin;

procedeul convertizoarelor cu oxigen;

procedeul de obținere a oțelului în cuptor cu inducție;

procedeul de obținere a oțelului în convertizor cu suflare de oxigen de jos;

procedeul de obținere a oțelului în rotor prin pulverizarea fontei;

procedee de îmbunătățire a calității oțelului (turnare în vid și rafinare prin retopire).

Oțelurile se pot clasifica pe baza:

compoziției chimice:

oțeluri carbon – oțel pentru profile de construcții, sârme, foi. Sunt oțeluri denumite în special St; la oțelurile cu conținut mediu sau ridicat de carbon, conținutul de sulf este foarte redus. Prelucrabilitatea ușoară, suprafețele curate, disponibilitatea într-o gamă largă de dimenisiuni, posibilitățile de tratament termic, posibilitățile de îndo

procedeul de obținere a oțelului în convertizor cu suflare de oxigen de jos;

procedeul de obținere a oțelului în rotor prin pulverizarea fontei;

procedee de îmbunătățire a calității oțelului (turnare în vid și rafinare prin retopire).

Oțelurile se pot clasifica pe baza:

compoziției chimice:

oțeluri carbon – oțel pentru profile de construcții, sârme, foi. Sunt oțeluri denumite în special St; la oțelurile cu conținut mediu sau ridicat de carbon, conținutul de sulf este foarte redus. Prelucrabilitatea ușoară, suprafețele curate, disponibilitatea într-o gamă largă de dimenisiuni, posibilitățile de tratament termic, posibilitățile de îndoire, ambutisare adâncă sunt principalele proprietăți ale acestui grup. Sunt adesea clasificate ca oțeluri cu conținut scăzut de carbon, conținut mediu și conținut ridicat.

oțeluri aliate – sunt clasificate după principalele elemente de aliere.

metodei de deformare:

oțel laminat la cald;

oțel laminat la rece;

forma produselor:

bare;

plăci;

foi;

benzi.

Întrucât practic nu se poate vorbi de mărci de oțel și produse siderurgice folosite numai pentru un anumit caz în parte, în alegerea materialului, specialiștii trebuie să facă de obicei compromisuri, având în vedere unul sau mai multe din următoarele considerente:

valorificarea expresiei proprii în realizarea de piese cu profil și destinație similară;

promovarea de materiale economice și ușor procurabile;

valorificarea maximă a proprietăților tehnologice ale produsului siderurgic, în așa fel încât să se compenseze caracteristicile de rezistență, sau să fie relativ mai reduse;

dotarea și experiența tehnologică în uzina constructoare de mașini care va realiza piesa.

Mărcile de oțel se clasifică în:

Mărci de oțel pentru construcții:

Oțeluri pentru construcții și structuri sudate

Oțeluri pentru construcții mecanice

Oțeluri inoxidabile și refractare

Mărci de oțel pentru scule:

Oțeluri de scule pentru prelucare la rece;

Oțeluri de scule pentru prelucarea la cald;

Oțeluri rapide de scule.

Categoria oțelurilor cu destinație generală cuprinde o gamă largă de oțeluri în producție de masă, cu caracteristici de utilizare diferențiate pentru a răspunde cerințelor din cele mai diverse domenii de utilizare: structuri metalice sau din beton armat pentru construcții civile, industriale, argrozootehnice, poduri, turle și măsuri pentru foraj, instalații de ridicat și transportat, material rulant si rutier, stâlpi și piloni pentru linii electrice aeriene, etc.

Corespunzător mijloacelor de utilizare pe produsul finit, se disting:

Oțeluri de uz general – sunt oțeluri carbon slab aliate livrate în stare laminată sau laminate controlat într-o gamă largă de produse, avantajoase în utilizări fără condiții tehnice speciale. Limita de curgere a acestor oțeluri este de 240 – 360 N/mm2, iar tenacitatea este garantată la temperaturi până la – 20º C;

Oțeluri cu rezistență mărită la coroziune atmosferică – care se încadrează tot în grupa oțelurilor de masă, dar conțin în compoziția chimică elemente de aliere care măresc rezistența metalului la acțiunea corozivă a agenților atmosferici. Aceste oțeluri sunt destinate construcțiilor cu indicatori ridicați suprafață/ tonă de construcție, care de obicei sunt greu de întreținut;

Oțeluri cu granulație fină – realizate în condiții tehnologice controlate pentru obținerea unei structuri ferito-perlitice fine, caracterizată prin valori ridicate ale limitei de curgere (până la 460 N/mm2) și garanții de tenacitate până la – 50º C. Produsele plate și profilate din aceste oțeluri, livrate în stare laminată controlat sau normalizată, sunt destinate execuției de structuri de rezistență suple, cu capacitate portantă mare raportată la greutatea proprie a construcției;

Oțeluri pentru îndoire la rece – care se încadrează în aceeași categorie tehnologică ca și oțelurile cu granulație fină dar, cu o bază de aliere diferită, au o deformabilitate la rece superioara si garantii de tenacitate pana la – 20º C. Împreună cu produsele formate la rece din oțeluri de uz general, produsele din aceste oțeluri oferă posibilități largi de diversitate a soluțiilor constructive pentru reducerea greutății proprii a construcțiilor sudate;

Oțeluri cu limită de curgere ridicată, livrate în stare îmbunătățită – care sunt oțeluri aliate tratate termic pentru obținerea unor structuri metalurgice preponderent bainitice, favorabile execuției cu precauții tehnologice minime a unor construcții sudate de performanța deosebită. În această categorie se încadrează și două grupe de oțeluri netipizate până în prezent, și anume oțelurile bainitice cu 0,03% C și 2-4 % Mn și oțeluri cu structură bifazică sau trifazică formate din ferită, martensită și/sau austenită, capabile de performanțe superioare în ceea ce privește sudabilitatea și deformabilitatea la rece;

Oțeluri pentru armarea betonului – care sunt oțeluri de carbon sau carbonmangan livrate sub formă de sârme și bare netede sau profilate, ca și sub formă de plase sudate pentru armarea construcțiilor din beton;

Oțeluri pentru precomprimarea betonului – care sunt oțeluri aliate, livrate sub formă de bare în stare tratată termic cu limită de curgere până la 1800 N/ mm2 pentru construcții din beton solicitate.

Prognozele referitoare la producerea și utilizarea oțelului în economia mondială arată că cel puțin până la nivelul orizontului 2020 – 2050 acesta va fi principalul material folosit în industrie.

În țara noastră mărcile de oțel și produse siderurgice destinate a fi folosite în majoritatea ramurilor economice naționale sunt tipizate.

Necesitatea de a se acoperi cu aceste materiale nevoile economiei naționale a făcut ca gama de oțeluri tipizate să fie relativ largă, ceea ce poate conduce uneori la promovarea insuficient fundamentală de mărci de oțel și produse a căror utilizare este în realitate restrânsă și deci sunt dificil de procurat. De aceea se consideră că este utilă prevederea de către unitățile de proiectare, pe grupe de construcții de mașini, a unei game restrânse de mărci de oțel și produse recomandate a fi folosite. La stabilirea acestor game de mărci trebuie avute în vedere, în principal materialele economice de perspectivă.

Un factor important care contribuie de exemplu la alegera oțelului “ideal” pentru o piesă este disponibilitatea de echipament corespunzător de tratament termic.

Neglijarea acestui spect conduce de cele mai multe ori la cheltuieli inutile, cauzate fie de folosirea unui material scump, fie de producerea de rebuturi datorate decarburării, fisurilor, deformărilor excesive, etc.

I.1.1 C120

I.1.2 OLC 45

I.1.3 RUL 1

I.2 Procese fizico-chimice întâlnite la elaborarea oțelului

Procesele de oxidare

În agregatele pentru elaborarea oțelului, sub influența temperaturilor înalte și a atmosferei oxidante are loc oxidarea diferitelor elemente Me (fierul și elementele însoțitoare) din încărcătura metalică. Procesele de oxidare diferă în funcție de perioada de elaborare. Atfel până la topirea completă a încărcăturii, oxidarea diverselor elemente are loc pe baza oxigenului, bioxidului de carbon sau a vaporilor de apă din atmosfera agregatului de elaborare.

Procesele chimice în agregatele industriale se desfășoară în sistemul eterogen baie metalică-zgură-atmosferă-vatra cuptorului, tinzând mai mult sau mai puțin spre starea de echilibru. Diversele elemente Me sau compuși care participă la reacțiile din sistemul eterogen se pot distribui în următoarele faze, folosindu-se simboluri convenționale:

< Me > : element în încărcătura solidă;

( Me ) : element în zgură;

[ Me ] : element în baia metalică (în topitură);

{ Me } : element în faza de vapori (gazoasă).

Transferul de masă între diversele faze se realizează prin procese de difuzie. Diferitele elemente Me și compușii acestora sunt distribuiți între faze, pe baza unui raport de repartiție, care în cazul când Me se repartizează între baia metalică și zgură are expresia:

(1)

Oxidarea elementelor însoțitoare pe baza oxigenului din atmosfera agregatului are loc pe baza reacției generale:

(2)

După topire, când baia metalică este acoperită cu un strat de zgură, oxidarea elementelor dizolvate în baia metalică, [Me] se produce cu ajutorul oxidului feros, FeO difuzează din zgură în baia metalică. Oxidul format MemOn trece în zgură, mecanismul fiind următorul:

(3)

(4)

(5)

(6)

Rezultă că oxidarea elementelor însoțitoare decurge în sistemul eterogen baie metalică – zgură.

Constanta de echilibru a reacției (6) este:

(7)

În procesele de oxidare toate elementele se repartizează între zgură și baia metalică conform coeficientului de repartiție; considerând [Fe] = constant:

= unde : = (8)

Coeficientul LMe servește ca măsură a gradului de oxidare a elementului Me. Cu cât valoarea sa este mai mare cu atât se oxidează o mai mare cantitate de Me. Valoarea LMe crește cu (FeO), respectiv cu puterea oxidantă a zgurei și cu scăderea de temperatură (reacțiile de oxidare sunt în general exoterme). Cu cât temperatura este mai înaltă, cu atât scade mai mult LMe creându-se condiții favorabile pentru regenerarea elementului Me din zgură. Oxidarea elementelor însoțitoare, dizolvate în baia metalică are loc în ordinea afinității lor față de oxigen, respectiv în ordinea Si, Mn, P și C.

Oxidarea siliciului. Siliciul având mare afinitate față de oxigen se oxidează la început, după mecanismul următor:

(9)

În prezența zgurelor bazice (procedeele de elaborare bazice), silicea se combină cu (FeO) și (MnO) formând silicați de fier și mangan, care apoi în prezența varului (CaO) adăugat ca fondant formează silicate de calciu mai stabili:

(10)
(11)

În prezența zgurilor bazice SiO2 este legat complet, nefiind posibilă regenerarea siliciului.

Oxidarea manganului. Are loc după următorul mecanism:

(12)

Coeficientul de repartiție a manganului, Lmn:

unde : = (13)

Rezultă că oxidarea manganului se intensifică prin creșterea conținutului de (FeO) și prin scăderea temperaturii. În prezența zgurilor bazice, în care MnO este practic liber, prin creșterea temperaturii și prin reducerea (FeO) se creează condiții pentru regenerarea manganului din zgură. Cantitatea de mangan din încărcătură , < Mn > se repartizează între baia metalică și zgură, conform egalității:

unde z = cantitatea de zgură (14)

Oxidarea fosforului (defosforarea). Fosforul apare în încărcătura metalică (în fier) sub formă de fosfuri: Fe3P, Fe2P. Prezența fosforului în oțel determină fragilitatea la rece a acestuia. Defosforarea în sistem eterogen baie metalică – zgură are loc după mecanismul:

P2O5

(15)

Fosfații de fier fiind instabili la temperaturi înalte, se disociază, existând astfel condiții de regenerare a P din zgură, mai ales că reacția de oxidare este exotermă. Pentru a se evita regenerarea se lucrează cu zgure bazice (cu conținut ridicat de CaO), care permit formarea de fosfați de claciu stabili, conform mecanismului următor:

( (16)

Prin însumarea reacțiilor (15) și (16) rezultă expresia reacției de defosforare sub zgură bazică:

(17)

Constanta de echilibru a reacției (17) este:

(18)

de unde:

(19)

Din expresia (19) rezultă că valoarea coeficientului de repartiție Lp crește cu conținutul de (FeO), respectiv cu mărirea puterii oxidante a zgurei, în prezența zgurilor bazice (conținut ridicat de CaO în zgură) și cu scăderea de temperatură (valori mari pentru ).

Defosforarea, parctic este posibilă numai în agregatele cu căptușeală bazică (procedee bazice), în care se poate lucra cu zgure bazice.

Oxidarea carbonului (decarburarea). Procesul de decarburare are o însemnătate deosebită la elaborarea oțelului, determinând în mare măsură durata șarjelor și productivitatea agregatului de elaborare. Carbonul este oxidat în baia metalică, cu oxigen sau FeO, după reacțiile:

(20)

(21)

CO format părăsește baia de oțel sub formă de bule de gaz, producând o puternică agitare a acesteia, din care cauză perioada de decarburare se mai numește și impropriu – fierbere.

Necesarul de oxigen pentru oxidarea carbonului este asigurat în perioada de fierbere prin adaos de minereu (hematită) sau prin insuflarea în baia metalică de oxigen.

Decarburarea cu oxigen duce la intensificarea reacției de oxidare, scurtarea duratei șarjei, deci contribuie la creșterea productivității agregatului.

Viteza de decarburare (Vc) se caracterizează prin scăderea conținutului de carbon în unitatea de timp (% C/h).

Desulfurarea. Sulful apare în aliajele Fe-C sub forma de suflură de fier (FeS); el determină fragilitatea oțelului la roșu. FeS reacționează cu [Mn] care are o afinitate mai mare față de sulf decât fierul, formând MnS, care fiind practic insolubilă în baia metalică trece în zgură.

(22)

(23)

(24)

În zgură FeS și MnS reacționează cu CaO, după reacția:

(25)

Trecerea sulfului în zgură se intensifică în prezența zgurilor bazice, cu creșterea [Mn] și a temperaturii (Ks = f (T)). Desulfurarea atinge valori importante după fierbere, când baia metalică este foarte fierbinte.

Dezoxidarea oțelului. După oxidarea băii metalice, oțelul lichid conține oxigen în stare dizolvată [O]. Pentru îndepărtarea oxigenului din baia metalică, care determină fragilitatea la roșu a oțelului solidificat, se practică dezoxidarea prin precipitare, care constă în legarea [O] de un alt element (dezoxidant), cu afinitate mare față de oxigen, care se introduce în baia metalică. Oxidul rezultat DO se elimină în zgură. În forma ei generală, reacția de dezoxidare se poate scrie:

(26)

Constanta de echilibru a reacției (26) este:

(27)

De unde rezultă: (28)

Din relația (28) se observă că [O] scade proporțional cu cantitatea de dezoxidant introdusă în baia metalică D și este favorizată de temperaturi mai joase, reacția de dezoxidare fiind exotermă (∆H < O). Capacitatea de dezoxidare a unui element este cu atât mai mare cu cât [O] în echilibru cu un anumit conținut de dezoxidant [D] este mai mic. Elementele dezoxidante folosite în practica dezoxidării oțelului sunt Ca, Al, Zr, Ti, Si și Mn, care se folosesc sub forma dezoxidanților simpli de exemplu MnSiAl sau CaSiAl. Adaosul dezoxidanților în baia metalică se face în ordinea crescândă a afinității lor față de oxigen, pentru a se asigura conținuturi foarte scăzute de [O].

I.3 Procedee de elaborare

Procedeul Simens –Martin

La procedeul Simens -Martin agregatul folosit la elaborarea oțelului este cuptorul cu vatră al cărui combustibil poate fi gazos (gaz metan) sau lichid (pacura). Procedeul este considerat continu din punct de vedere termic, dar procesul se reia după fiecare sarjă. Simplificând prezentarea construcției unui agragat Simens-Martin avem cuptorul propriu-zis și instalațiile anexe. Componentele cuptorului sunt :

vatra în interiorul căreia este prevăzută hala de turnare cu orificiu de evacuare al oțelului confecționată din materiale refractare acide sau bazice (peste care se adaugă un monolit de uzură) zidite pe suport metalic;

pereții laterali prin care sunt prelucrate înclinat canalele de introducere a aerului, combustibilului și evacuarea gazelor rezultate în urma arderii, aceste canale se mai numesc capete de ardere, peretele posterior este situat către hala de turnare și este prevăzut cu jghiabul prin care se toarnă fonta lichidă în cuptor, iar peretele dinspre platforma de lucru se numește perete anterior și are prevăzut de la 3 la 5 uși de deservire, construcția lor este din același tip de zidărie refractară cu al vetrei ;

bolta cuptorului este zidită deasupra mai rezistent din cărămizi de silice.

Acest procedeu a fost îmbunătățit prin folosirea oxigenului la arderea combustibililor și la afinare, scăzând în același timp cantitatea de combustibil necesar și perioada de funcționare a cuptorului. Condițiile impuse la folosirea oxigenului constă într-o pregătire atentă a cantității de fier vechi a cărui greutate volumetrică trebuie să fie peste 2,5 tone/la o viteză de încărcare de 150 ~ 500 tone pe oră iar cuptoarele să fie complet bazice.

Procesul de elaborare are 6 etape care se desfășoară în următoarea ordine:

Ajustarea – etapa în care se repară pereții și vatra cuptorului și se execută după fiecare șarjă;

Încărcarea – ordinea încărcării se face în funcție de compoziția încărcăturii, fierul vechi → minereul de fier (hematita) → calcarul și partea a doua de fier vechi, materialele se încălzesc puternic în timpul încărcării și după iar la apariția picăturilor de metal lichid se toarnă fonta lichidă în cuptor;

Topirea – se formează zgura oxidantă la reacțiile Si, Mn, P și C care se îndepărtează de pe suprafața băii metalice și se ia probe de metal și zgură pentru analize chimice la sfârșitul perioadei de topire → din probele de zgură se determină conținutul de SiO2, CaO, FeO, MnO, P2O5, și din metal C,Mn, P etc.

Fierberea – cu două faze:

fierberea cu minereu, când se suflă oxigen în baie sau se încarcă minereu de fier;

fierberea liniștită după oprirea încărcării cu minereu și a oxigenului și adăugarea fluorină sau var pentru a forma și menține o zgură bazică.

Predezoxidarea – se execută în cuptor prin adăugarea de dezoxidanți pe baia metalică (Fe, Mn, FeSi);

Evacuarea și dezoxidarea finală – oțelul lichid se evacuează în oala de turnare în care se face dezoxidarea finală cu FeSi, SiMn și aluminiu.

Fig. nr. 1 Schema procedeului de elaborare Simens-Martin

La procedeul de elaborare în convertizoare cu oxigen (procedeul “LD”) după cum o spune și numele agregatul folosit este convertizorul cu oxigen. Acesta este un agregat de formă cilindrică îngustat la partea de sus care servește drept gură de umplere și de golire; învelișul exterior este din tablă de oțel iar la interior este căptușit cu magnezită sau dolomită, deci o căptușeală bazică, iar fundul acestuia este demontabil. Convertizorul este așezat pe doi suporți laterali care servesc la bascularea lui pentru operația de golire. Încărcătura acestuia este formată din aproximativ 70% fontă lichidă și 30% fontă solidă și fier vechi. Afinarea se realizează prin suflarea băii, prin țeava din lance cu oxigen cu puritatea cuprinsă între 99,5 ~ 99,8%. Lancea este construită din țeava cu pereți dubli de oțel la capete izolați cu material refractar iar printre pereți pentru ai răci circulă apa. La partea dinspre baia de metal lancea are fixat un ajutaj din cupru cu orificii (între 3 și 7) prin care este suflat cu presiune oxigenul care la contactul cu baia de metal determină oxidarea parțială a fierului după următoarea reacție:

2[Fe]+{} = 2[

Baia metalică este intens agitată în zona de contact cu oxigenul suflat sub presiune, iar temperatura în acea zona este 2500/3000º C difuzând cu repeziciune oxidul feros în baia metalică unde are loc oxidarea elementelor însoțitoare. Procesul de elaborare este condus prin reglarea debitului de oxigen, durata suflării, distanța dintre suprafața băii și ajutaj, presiunea jeturilor. La acest procedeu față de altele se execută o bună defosforare datorată oxidului feros din zgură, prin mărirea distanței de suflare între 700/100mm și reducerea în același timp a debitului (20/25 N/min) și presiunii oxigenului (7/10 atm).

Procedeul LD are o construcție mai simplă decât celelalte, o productivitate foarte înaltă și o calitate bună a oțelului cu costuri de producție mai mici, dar în timpul procesului de elaborare a oțelului convertizorul emană o cantitate mare de vapori închiși la culoare și praf care obligă la folosirea unei instalații de captare și epurare a gazelor. Un alt dezavantaj se poate considera și consumul mare de oxigen care creează obligativitatea amplasării unei fabrici de oxigen în imediata apropiere.

Fig.nr.2 Schema trecerii oxigenului din faza gazoasă în baia metalică.

a – din punct de vedere molecular;

b – din punct de vedere ionic.

Fig.3 Evoluția jetului liber de oxigen:

Ve– viteza la iesireadinajutaj;

d – diametrul ajutajului;

r – raza jetului ;

ho–inaltimea de suflare;

hb– inaltimeabaii metalice.

Fig.nr.4 Schema procedeului de elaborarea oțelului în convertizorul cu oxigen ( LD )

La procedeul de elaborare a oțelului în cuptoare cu arc electric, căldura care este necesară topirii încărcăturii și totodată menținerii temperaturii este produsă de arcul electric format între electrozii de grafit. Acest cuptor este preferat la elaborarea oțelurilor de scule, oțelurile cu destinație specială și oțelurile aliate de construcții, în general oțeluri aliate cu W,V,Mo care sunt elemente de aliere greu fuzibile.

Asemănarea construcției dintre acest cuptor și generatorul LD constă în învelișul (mantaua) din tablă de oțel și căptușită pe interior cu materiale refractare bazice (magnezită) sau acide (silică), prevăzută cu una sau două uși de deservire a cuptorului. Bolta este demontabilă și are orificii prin care sunt introduși electrozii de grafit. De asemenea este confecționată din tablă de oțel căptușită pe interior cu cărămizi de cromitomagnezită sau cărămizi de silică. Vatra este la partea de jos a mantalei și interiorul ei este bătut cu un monolit de uzură acid sau bazic. Vatra are un orificiu de golire care continuă cu jgheabul de turnare. La turnare cuptorul este înclinat până la 45º pentru evacuarea oțelului și atunci când se trage zgură prin ușa de deservire se înclină în cealaltă parte la 10 ~ 15º. Dispozitivul de înclinare este acționat hidraulic. La electrozii de grafit diametrul variază în funcție de capacitatea cuptorului și sunt alimentați de la un transformator trifazat care reduce tensiunea de 600V primită de la rețea la 115 ~ 440V în funcție de etapele elaborării și de distanța dintre ei și baia metalică, distanța care este permanent ajustată de un dispozitiv auxiliar în care sunt fixați. La avantajele acestor cuptoare se poate enumera: folosirea mai rațională a căldurii, obținerea unui oțel în care cantitatea de FeO este mică, pierderea elementelor de aliere este foarte mică, cuptorul are suplețe în exploatare ajungînd în timp scurt la regimul termic optim de exploatare, dar pe cealaltă parte consumul foarte mare de energie electrică, de fapt prețul mai ridicat al acesteia în ultima vreme îi aduce și un dezavantaj remarcabil.

Fig.nr.5 cuptor cu a

1.4 Procesele pentru îmbunătățirea calității oțelului și a condițiilor tehnico-economice

Cap. II OȚELURI DE SCULE

II.1 Oțeluri de scule la rece

II.2 Oțeluri de scule la cald

II.3 Oțeluri rapide de scule

II.4 Proprietățile și factorii de influență asupra oțelurilor de scule

Solicitările complexe și simultane la care sunt supuse sculele, atât la temperatura mediului ambiant, cât și la temperaturi mai ridicate, impun ca oțelurile de scule să posede pe lângă proprietățile mecanice, cu valori superioare proprietăților oțelurilor obișnuite, și proprietățile tehnologice și de exploatare specifice solicitărilor la care sunt supuse sculele. Dintre proprietățile tehnologice și de exploatare, necesare oțelurilor de scule, cele mai importante sunt: rezistența la uzură prin frecare, duritatea, călibilitatea și stabilitatea la revenire.

Rezistența la uzare prin frecare

Durabilitatea sculelor depinde în foarte mare măsură și aproape în exclusivitate, de condițiile de lucru, la rece sau la cald, și solicitările la care sunt supuse, cu sau fără șocuri mecanice sau termice, precum și de valoarea proprietăților mecanice și tehnologice ale oțelurilor din care sunt executate. La rândul lor proprietățile mecanice și tehnologice ale oțelurilor de scule sunt condiționate de compoziția chimică și condițiile de deformare plastică și tratament termic.

Proporțional cu creșterea conținutului de carbon și a gradului de aliere, cu elemente care formează sau nu carburi, rezistență la uzare prin frecare și celelalte proprietăți ale oțelurilor de scule, se modifică într-un sens sau altul, în funcție de felul și gradul de aliere al oțelului.

Influența carbonului, asupra rezistenței la uzare prin frecare, se manifestă prin efectul acestuia asupra durității

Fig.6.1 Influența conținutului de carbon asupra durității oțelurilor nealiate

1. în stare de călire; 2. în stare normalizată; 3. în stare recoaptă.

Valorile scăzute ale durității oțelurilor nealitate cu concentrații mici de carbon, sub 0,5%, obținute după călire, figura 6.1, se datorează conținutului redus de carbon din martensită, iar micșorarea intensității de creștere a durității, la concentrații mai mari de carbon, se datorează creșterii ponderii de austenită remanentă, adică austenită netransformată la călire.

Fig. 6.2 Interdependența dintre conținutul de carbon al oțelurilor nealiate și ponderea de austenită remanentă: a – călire 700º C; b – călire la Acem + 30º C

În figura 6.2 se prezintă ponderea de austenită remanentă în oțelurile nealiate în funcție de conținutul de carbon și temperatura de călire.

Influența durității asupra rezistenței la uzare prin frecare rezultă în figura 6.3, în care se prezintă interdependența dintre duritate și rezistența la uzare prin frecare, pentru oțelurile nealiate și slab sau mediu aliate, dar fară cărburi nedizolvabile în austenite.

Fig. 6.3 Influența durității asupra rezistenței la uzare prin frecare

În cazul oțelurilor aliate cu elemente care formează carburi nedizolvabile în austenite, carburi care la răcirea pentru călire trec din austenite în martensita, rezistentă la uzare prin frecare este sensibil influențată de prezența și ponderea acestor carburi, figura 6.4

Fig. 6.4 Interdependența dintre ponderea de carburi și rezistența la uzare prin frecare a oțelurilor călite și revenite la durități cuprinse între 50-60 HRC

Dezavantajul creșterii durității, în vederea măririi rezistenței oțelurilor și a sculelor la uzare prin frecare, îl constituie micșorarea tenacității.

Duritatea

Prin duritate se înțelege proprietatea corpurilor solide de a rezista la penetrare și la uzare prin frecare. În cazul oțelurilor noțiunea de duritate include și proprietatea acestora de a se opune deformării plastice. Pe măsura creșterii rezistenței la deformarea plastică și la strivire prin tensiuni sau forțe de comprimare, crește durabilitatea sculelor. La rândul sau rezistentă oțelurilor la deformarea plastică prin comprimare și la strivire este dependentă de valorile durității. Între duritate și rezistență la deformarea plastică, exprimată prin limita de curgere ơ0,2, dependența este liniară, figură 6.5.

Fig. 6.5 Interdependența dintre duritate și limita de curgere ơ0,2

Din figura 6.5 în care A indică procentul de austenită reziduală, adică austenită netransformată la călire și revenire, rezultă că pe lângă duritate, rezistență la deformarea plastică depinde și de ponderea de austenită reziduală.

Dependența liniară se menține și între duritate și rezistența la rupere, figura 6.6.

Fig. 6.6 Interdependența dintre duritate și rezistența la rupere pentru diverse valori ale raportului ơr/ ơ0,2

La valori ale durității mai mari de 500-520 HB, valori care depind de compoziția chimică a oțelului și de tratamentul termic aplicat, proporționalitatea liniară dintre duritate și proprietățile mecanice de reziztență ale oțelurilor nu se mai păstrează.

Factorii de influență asupra durității oțelurilor de scule sunt compoziția chimică și tratamentul termic. În cazul oțelurilor nealiate duritatea este puternic influențată de conținutul de carbon.. Influența conținutului de carbon asupra durității se menține și în cazul oțelurilor aliate, figura 1.7.

Fig nr. 6.7 Influența conținutului de carbon asupra durității și rezistenței la rupere a oțelului X30WCrV9-3

În figura 1,7 se prezintă influența conținutului de carbon asupra durității și rezistenței la rupere, după călire și revenire, pentru oțelurile echivalente cu oțelul X30WCrV9-3, a cărui compoziție chimică este dată în tabelul următor: (3/2)

Cap III TRATAMENTE TERMICE. PUNCTELE CRITICE ALE OȚELURILOR

Proprietățile mecanice dorite de la un oțel se pot obține doar dacă se aplică un tratament termic corespunzator după prelucrare. După efectuarea completă a tratamentului termic se poate face rectificarea la cotele finale.

Scopul tratamentelor termice este de a modifica starea strcturală și de tensiune a pieselor și sculelor pentru asigurarea condițiilor optime de prelucrare, precum și a durabilității și a siguranței în exploatare.

Orice tratament termic poate fi reprezentat într-o diagramă cu coordonatele temperatură- timp. Această reprezentare grafică se numește ciclu de tratament termic și include următoarele domenii :

înclăzirea de la temperatura ordinară T0 până la o anumită temperatură, denumită temperatura de tratament termic T1 sau temperatura de încălzire Tinc;

menținerea unui anumit timp t ment la temperatura de tratament termic;

răcirea trac de la temperatura de tratament termic până la temperatura ordinară.

Fig.nr.7 Ciclu grafic de tratament termic unde: 1 – încălzire; 2 – menținere; 3 – răcire

Un ciclu de tratament termic este caracterizat de parametrii termici și temporali, rezultați din reprezentarea ciclului de tratament termic în coordonatele temperatură-timp. Acești parametrii sunt:

durata încălzirii tinc;

temperatura de tratament termic T1 sau temperatura de încălzire tinc;

viteza de încălzire V1= T1- T0/ tinc;

durata menținerii t ment;

durata răcirii trac;

viteza de răcire V1= T1- T2/ Tinc;

Mărimile V1 și V2 sunt vitezele medii ale intervalului T0-Tp.

Clasificarea tratamentelor termice se face după următoarele criterii:

scopul tratamentului termic;

micșorarea durității;

specificul transformărilor structurale care se produc în timpul încălzirii și al răcirii;

îmbunătățirea prelucrabilității prin așchiere, etc.

Tipurile de tratamente termice se diferențiază prin specificul transformărilor la stare solidă ce se produce în timpul încălzitii și al răcirii. Ele pot fi grupate după evoluția stării energetice a produsului metalic.

În funcție de scopul urmărit tratamentele termice sunt:

tratamente fără transformări de fază în stare solidă, denumită și simplu recoaceri. Ele se aplică pentru lingouri, piese turnate, piese forjate, ansamblări sudate, laminate, etc. Recoacerile au ca obiectiv aducerea produselor metalice într-o stare apropiată de echilibrul termodinamoc prin încălziri și răciri, în timpul cărora se produce diminuarea și înlăturarea în totalitate a unor efecte ale prelucrărilor anterioare, cum sunt: tensiunile remanente, neomogenitatea chimică, ecruisajul, etc. Scopul recoacerii se realizează prin trecerea produsului metalic dintr-o stare energetică, caracterizată prin valoare mai mare, în altă stare cu energia liberă mai mică, la orice temperatură, deci mai apropiată de echilibrul termodinamic. Prin recoacere se obține structura normală prin răcire lentă;

recoacere cu transformări de fază în stare solidă, denumite în funcție de condițiile de încălzire și de răcire astfel: recoaceri complete și incomplete, cu răcire continuă lentă sau în aer, cu răcire și menținere izotermică, etc. Scopul acestor tratamente este de a aduce produsul metalic într-o stare apropiată de echilibrul termodinamic prin încălziri și răciri în timpul cărora se produc modificări ale compoziției chimice, formei, dimensiunilor și distribuției cristalelor de faze și constituienți. La sfârșitul tratamentului termic, produsele au structură corespunzătoare indicațiilor diagramei de echilibru termodinamic.

Tratamentele termice finale sau secundare: călirea, normalizarea și revenirea.

Fig. nr. 8. Sectie de tratamente termice

Oțelurile de scule sunt livrate în general în stare recoaptă. Sculele sunt gata de lucru după următoarele etape tehnologice:

prelucrarea primară;

recoacerea de detensionare;

prelucrare fină;

preîncălzire;

austenitizare;

călire (uneori în băi de săruri);

revenire;

rectificare la cotele finale.

Pentru înțelegerea tratamentului termic trebuie înțeles corect procesul de durificare. După cum este prezentat în graficul de mai jos, călirea schimbă structura oțelului. Oțelurile de scule au la începutul tratamentului termic structura austenitică, iar la final structurata martensitică sau bainitică.

. Fig.nr.9.Schimbarea structurii austenitice in structura martensitica sau bainitica

Diagrama trebuie interpretată astfel:

Oțelul are la început o structură CVC, fără atomi de carbon în celulă;

După 700° C creșterea temperaturii conduce la transformarea structurii din CVC în CFC;

Când se ajunge la temperatura de austenitizare, structura este formată doar din celule CFC;

Acum există suficient spațiu pentru ca atomii de carbon să pătrundă în celulele CFC, formând o soluție solidă;

La călire (răcire rapidă), atomii de carbon sunt prinși în celule. Acestea devin tensionate.

Dacă s-ar face o răcire lentă, atomii de carbon ar avea timp să iasă din celulele CFC și efectul de durificare ar dispărea.

La revenire se reduc tensiunile din celule. Se obține o structură cu tensiuni de transformare reduse, în funcție de temperatura de revenire.

Călirea

Fiecare oțel are un mediu adecvat pentru călire: aer, ulei, apă, sau băi de săruri topite, acest mediu fiind specificat în fișele tehnice.

La călirea în ulei sau baie de săruri topite piesele sunt menținute până ajung la temperatura mediului de răcire. Ideal este menținerea lor până ajung la 80° C, apoi se scot și dacă au fost călite în băi de săruri, se spăla cu apă caldă.

După călire urmează revenirea. Dacă piesele sunt lăsate să ajungă la temperatura camerei înainte de revenire, pot apărea fisuri. Se recomandă începerea tratamentului termic de revenire imediat după călire, de la 80° C.

La durificarea în baie de săruri, spălarea cu apă caldă este foarte importantă deoarece resturile de săruri pot forma un acid foarte puternic ce produce corodarea în puncte a suprafeței. Aceste puncte de coroziune se păstrează chiar și în timpul utilizării sculelor, dacă nu sunt îndepărtate, și pot conduce la fisuri premature. Dacă piesele sunt de gabarit mic se recomandă fierberea lor. Dacă au gabarit mare se recomandă perirea sub jet de apă caldă.

Egalizarea

După răcirea pieselor la 80° C se recomandă introducerea lor în cuptoare de menținere încălzite la 100-150° C pentru egalizarea temperaturii în toată masa pieselor.

Fig.nr.10.Introducerea pieselor pentru tratament intr-un cuptor cu atm.controlata

Timpul de menținere

Piesa are nevoie de un timp suplimentar pentru a ajunge la o temperatură egală cu cea a cuptorului. Timpul de menținere este timpul necesar de menținere a piesei la temperatura de austenitizare, după ce piesa a ajuns la această temperatură, pentru a avea o transformare completă în toată masa ei.

Piesele au nevoie de timpi diferiți de menținere în funcție de :

mărimea lor;

formă (rotundă, plată, cubică);

tipul și caracteristicile cuptorului;

temperatură de austenitizare.

Fig.nr.11.Diagrama-Temperatura-timp de mentinere la un process de calire revenire

Timpul de austenitizare pentru oțelurile de scule este prezentat în fișele tehnice. Diagrama următoare are doar rol de ghid în alegerea temperaturii de austenitizare în funcție de grosimea de perete.

Sculele sunt menținute la temperatura de austenitizare circa 10-20 minute după ce temperatura s-a egalizat în toată masa lor. Timpul în care temperatura se omogenizează în toată masa piesei depinde de grosimea de perete a piesei.

Fig.nr.12Această diagramă prezintă timpii de austenitizare pentru 3 grupe de oțeluri. Timpul include: timpul de egalizare cu temperatura cuptorului în toată masa piesei și timpul de meținere la temperatura de austenitizare

În cuptoarele cu multă, timpii aproximativi de atingere a temperaturii în întreaga piesă sunt:

Fig.nr.13.

Efectul timpului se menține asupra structurii

Fig.nr.14

Oțelurile slab durificate au suprafețe tensionate, ceea ce conduce la fisurari în timpul rectificării.

Dacă oțelul este durificat sub temperatura de austenitizare, rezistența la uzură va fi foarte mică și scula se poate deforma ușor dimensional.

Durificarea la temperatura peste temperatura de autenitizare conduce la apariția de forțe magnetice slabe, macinarea muchiilor, modificări dimensionale în timp. De asemenea pot apărea crăpături la rectificare și/sau la prelucrarea prin electroeroziune cu fir.

Fig.nr.15

Distorsiunile pot apărea din următoarele cauze:

– tensiuni de la prelucrare;

– tensiuni termice;

– tensiuni de transformare;

– scăderea durității oțelului la temperatură ridicată.

Efectele acestor tensiuni pot fi reduse prin:

– proiectare simplă și simetrică;

– eliminarea tensiunilor de la prelucrarea prin recoacere de detensionare;

– călirea sculelor cât mai lent posbil;

– efectuarea revenirii la temperatură adecvată.

Dacă tensiunile depășesc rezistența mecanică a oțelului, pot apărea fisuri și crăpături. Dacă tensiunile depășesc limita de curgere, pot apărea deformări ca îndoirea sau modificarea formei.

Fig.nr.16.Tipuri de tensi

Tensiuni de prelucrare. 2. Tensiuni termice. 3. Tensiuni de transformare

Metode de durificare a suprafeței

Nitrurarea

Această metodă este folosită pentru:

Obținerea unei suprafețe dure;

Mărirea rezistenței la uzură;

Mărirea rezistenței la oboseală;

Mărirea suprafeței la coroziune.

Cap. IV CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND ÎMBUNĂTĂȚIREA PRODUCȚIEI DE ȘTANȚE ȘI MATRIȚE PENTRU RULMENȚI LA SC KOYO ROMǺNIA SA

METODOLOGIA CERCETĂRII

Obiectiv general:

Cercetarea realizată de noi, a avut ca obiectiv găsirea și propunea de măsuri de îmbunătățire a producției de SDV.uri, și calității oțelurilor după ce au fost prelucrate la cald. Cercetările au fost efectuate pe oțelurile C120 si OLC45, în cadrul societății comerciale KOYO ROMǺNIA SA și al laboratorului de Tratamente termice din cadrul Facultății de Ingineria Materialelor și Mecanică, Universitatea Valahia din Târgoviște.

Metoda folosită: au fost analizate epruvete din oțelurile C120, OLC45 și RUL 1, la care am măsurat duritatea pe scala vickers și brinell, la un durimetru digital Rockwell Namicon, pe un număr de 5 piese după diferite operații la oțelul C120 și pe un număr de 4piese la oțelul OLC 45 și oțelul RUL 1, si am analizat microstructura acestora inainte si dupa tratamentul termic la un microscop metalografic. Tratamentele termice s-au facut in doua cuptoare diferite.La cuptorul marca Lindberg, cu racirea materialului in ulei iar celalalt cuptor marca Ipsen cu racire in atmosfera de azot.

La proiectarea unui sistem mecanic, in cazul nostru a unei stante de decupare/ perforare a tablei din care sunt confectionate coliviile bilelor de rulmenti este necesar sa se tina cont de: solicitari, materiale ,prelucrari, tratamente termice.

Materialele de baza folosite la aceasta stanta sunt otelul OLC45 pentru subansamblul inferior(placa de baza,placa de perforare, ,elemente de ghidare) care se monteaza pe masa presei, si otelul C120 pentru poansonul care face parte din subansamblul superior montat pe berbecul presei . Aceasta stanta s-a executat in cadrul Fabricii 2 a societatii KOYO de mai mult timp, ca si alte SDV-uri urmarindu-se pe perioada de functionare calitatea executiei pieselor si durata de functionare a stantei fara a se intervenii tehnologic la aceasta privind operatii de reglare si ajustare, ascutire ,inlocuire de elemente active si a suportat de fiecare data modificarile si imbunatatirile care au necesitat.

Fig. nr.

Alegerea materialelor precum si a procedurilor de executare(prelucrari mecanice si tratamente termice) au pornit de la cunoasterea cat mai precisa a tipurilor si valorilor solicitarilor la care acesta este supus in timpul exploatarii.Pentru a face fata cat mai bine acestor solicitari, materialele alese trebuie sa aiba o buna tenacitate si rezistenta la socuri, proprietati date de o structura obtinuta in urma unui tratament termic de calire si revenire inalta. Marcile de otel mai sus mentionate au fost alese pentru urmatoarele caracteristici: fizico–chimice, termo-mecanice, termice, tehnologice , economice.

Placa de perforare

Alegerea semifabricatului din desenul de executie rezulta ca piesa din tema este confectionata din otel carbon de calitate OLC 45,ISO 880-88 cu urmatoarele caracteristici:

-caracteristici fizice:

-caracteristici privind compozitia chimica:

-caracteristici fizico-mecanice:

caracteristicile tehnologice:

• aschiabilitatea(capacitatea unui material sa fie prelucrat prin aschiere cu scule aschietoare) otelurile cu un continut de C intre 0,3 – 0,6 %au o aschiabilitate buna.Odata cu cresterea continutului de C peste 0,6 se micsoreaza viteza de aschiere. Continuturile mai mari de 0,3% S si 0,2%P ii confera unui otel o aschiabilitate buna, deci beneficiind de aceste elemente si proportia lor OLC45 are o aschiabilitate buna.

• calibilitatea otelurilor creste odata cu cresterea continutului de C si elemente de aliere. Marca OLC45 are o calibilitate buna, pretandu-se la tratament termic al suprafetei si la operatii de tratament termochimic.

Operatiile tehnologice pentru prelucrarea subansamblului decurg in urmatoarea ordine :

1 – debitare- aparat oxiacetilenic

2 – frezare contur si indreptare suprafete – masina comanda numerica

3 – frezare canal banda – masina comanda numerica

4 – executare gauri prindere si gauri degajare colivii – masina comanda

numerica

5 – rectificare suprafete si muchii taietoare – masina de rectificat

universala

6 – stabilire tratamentelor termice necesare – cuptor cu atmosfera

controlata

7 – finisare pentru obtinerea rugozitatii cerute in documentatiesi ascutire-

masina de rectificat cu comanda numerica

8 – CTC si predarea la magazia de scule .

Microstructura materialului în starea de livrare este prezentatăin figura

Fig.nr. . Microstructura OLC 45 după laminare

In starea de livrare structura materialului este ferito-perlitică cu o ușoară neuniformitate a distribuției feritei, fapt ce justifică aplicarea tratamentului termic primar de normalizare. De asemenea, proporția de perlită lamelară (zonele închise la culoare din micrografie) depășește 50% și conferă materialului o duritate globală prea ridicată pentru așchiere, fapt ce justifică aplicarea recoacerii de globulizare după normalizare.

Operatia la care am participat este operatia cu numarul de ordine ,,6’’in procesul tehnologic la amandoua piesele, si anume tratamentul termic. Pana de curand tratamentul termic se executa la aceasta piesa intr-un cuptor marca Lindberg care foloseste o atmosfera endoterma obtinuta prin trecerea gazului (propan) printr-un generator de atmosfera controlata ce purifica gazul printr-un catalizator iar racirea se executa in ulei. Materialul OLC45 fiind un material care obtine o duritate medie de 55-56HRC dupa calire si racire in apa sau ulei.

Călirea

Datorită faptului că OLC 45 este un oțel hipoeutectoid, conținând aproximativ 0,45%C, călirea acestuia se face după austenitizare completă.

Pentru a se verifica aspectele legate de duritatea si microstructura materialului am efectuat cate o operatie de tratament termic introducand cate doua epruvete in incarcatura cuptorului marca Lindberg cu racirea materialului in ulei si in cuptorul marca Ipsen cu racirea materialului multidirectional in atmosfera de azot,urmand sa facem o comparatie intre aceste procedee .

In cuptorul Lindberg epruvetele au fost încălzite la 8500C și menținute 30 de minute la această temperatură, pentru obținerea unei structuri inițiale austenitice omogene.

Revenirea

După călirea în ulei, epruvetele au fost supuse tratamentului termic de revenire intr-un cuptor RSA Lindberg la o temperatura de 2000C timp de 30 minute.

La cuptorul cuptorul Ipsen se formeaza programul de tratament introducand datele referitor la: marca otelului, duritatea ceruta in documentatia tehnica a semifabricatului,masa si volumul semifabricatului,adincimea stratului pe care se cere tratamentul,si computerul acestuia creeaza un program care este verificat de operator.Cu ajutorul unui carucior cu lift se incarca piesele asezate in rafturi din otel inox refractar si sunt introduse in cuptor. Procesul poate fi urmarit tot timpul pe monitorul computerului si se poate opri in orice moment.In perioada de intrerupere parametrii temperatura cuptor,temperatura piesa presiune atmosfera cuptor si timp sunt monitorizati si daca abaterea de la programul stabilit este mare se poate efectua un alt program care porneste de la parametrii de moment.Acest cuptor are capacitatea de a executa fara intrerupere calire ,revenire si racirea pieselor.

Diagrama călire a otelului OLC 45 in cuptorul IPSEN

In tabelul de mai jos sunt aratate masuratorile efectuate pe epruvetele calite in ambele cuptoare

Rezultatul măsurătorilor la oțelul OLC45

Fig.nr. Microstructura OLC 45 călit gaz azot (stânga) respectiv, ulei(dreapta)

Poanson

Materilalul pentru poanson a fost ales ca fiind otelul C120 (STAS 3611-80). Dintre otelurile de scule bogat aliate cu crom este reprezentativ otelul ledeburitic C120 destinat  confectionarii sculelor de deformare la rece (matrite, poansoane, dornuri, etc.). Acest otel contine ~ 2%C si 12% Cr. În stare turnata si la racire relativ rapida structura acestui otel contine o retea de eutectic (amestec mecanic de austenita aliata si carburi (Fe, Cr)3C, (Cr, Fe)7C3 pe fond austenitic. Cromul dizolvat în austenita, micsoreaza solubilitatea carbonului (punctul E spre stânga) asa încât acest otel cu 2% C va cristaliza ca o fonta hipoeutectica alba. Racirea rapida mentine stabilitatea austenitei la temperatura ambianta. La racire lenta sau daca otelul turnat este recopt se da timp desfasurarii transformarii eutectoide a austenitei. Structura va contine o retea de ledeburita (perlita sorbitica si carburi) pe fond perlitic. Prin forjare eutecticul se farâmiteaza si dupa recoacere de înmuiere la 8300C structura otelului contine perlita fina si carburi uniform distribuite. În aceasta stare otelul este prelucrabil prin aschiere – HBmax=200. Pentru a se asigura rezistenta la uzura otelul C120 se supune în final calirii la 9500C în ulei urmata de revenire joasa la 4300C cu o puternica durificare secundara (58HRC). Structura este formata din martensita de revenire aliata si carburi complexe fine uniform distribuite.

-caracteristici privind compozitia chimica:

Operatiile tehnologice pentru prelucrarea subansamblului decurg in urmatoarea ordine :

1 – Debitare – Fierastrau cu panglica racita cu emulsie

2 – Strunjit fete (capetele piesei)– masina cu comanda numerica

3 – Strunjit exterior – masina cu comanda numerica

4 – Gaurire si filetare – masina cu comanda numerica

5 – rectificare suprafete si muchii taietoare – masina cu comanda numerica

6 – stabilire tratamentelor termice necesare – cuptor cu atmosfera controlata

7 – finisare pentru obtinerea rugozitatii cerute in documentatie si ascutire – masina de rectificat cu comanda numerica

8 – CTC si predarea la magazia de scule .

Fig. nr. C 120 in starea de livrare

Fig. nr. C120 dupa tratament

Pentru a masura duritatea la acest material am luat cate o piesa dupa fiecare operatie tehnologicasi am notat in tabelul urmator.

Rezultatul măsurătorilor la oțelul C120

Tratamentul termic la acest material se executa numai in cuptorul marca Ipsen dupa procedeul mai sus mentionat si la otelul OLC45cu precizarea ca i se atribuie de catre computer un alt proces exprimat prin diagrama de mai jos din figura nr.

Fig.nr. Diagrama călire a otelului C 120 in cuptorul IPSEN

Datorita industrializarii excesive din ultima perioada, omenirea s-a confruntat cu mari probleme, una dintre ele este poluarea mediului prin emisiile de noxe. La nivel industrial o astfel de poluare s-a facut si de unitatile de tratament termic care au folosit un anumit tip de echipament, gaze tehnologice sau medii de calire care au generat probleme specifice. Acest fapt a determinat crearea de metode si tehnologii de tratament termic mai putin poluante prin controlul si coordonarea procesului de catre computer, racirea in medii sintetice. Tratamentul termic in vid cu calire in gaz la suprapresiune si-a castigat locul meritat datorita avantajelor fata de procedeele clasice. document) ce persista intre specialistii tratamentisti si specialistii sculeri implicati in procesul de productie privind prevenirea sau reducerea deformatiilor inevitabile in anumite situatii sau modificarea preclucrabilitatii unor materiale.

In aceasta privinta la S.C. Koyo Alexandria s-a trecut la folosirea unui cuptor de generatie noua marca IPSEN care foloseste pentru atmosfera de calire azotul in stare gazoasa obtinut din azot in stare lichida ce trece printr-un vaporizator.

Concluzii

1. Au fost analizate caracteristicile de duritate și microstructurale ale oțelului OLC 45 si C120 aflat în diverse stadii de prelucrare, din punct de vedere al tratamentelor termice aplicate.

Toate operațiile de tratament termic aplicate materialului aflat in stare laminata au condus pe rând la modificari structurale dar și a caracteristicilor mecanice.

La OLC45, ca efect al globulizării lamelelor de cementită, rezistența la rupere crește cu 13%, limita de curgere cu 29%, iar alungirea la rupere cu 25%.

OLC 45 face parte din categoria oțelurilor de îmbunătățire (se pretează la aplicarea unui ciclu de tratamente termice constituite din călire martensitică volumică urmată de revenire înaltă).

Partea experimentală cea mai amplă a fost orientată către determinarea influenței parametrilor de tratament termic (călire și revenire) asupra caracteristicilor mecanice (duritate) și microstructurale ale oțelului OLC 45 aflat în cele doua stări de tratament termic.

Au fost confecționate 4 epruvete, călite în ulei respectiv atmosfera de azot , cărora le-a fost aplicată ulterior revenirea. S-a analizat influența temperaturii și respectiv, timpului de revenire asupra caracteristicilor OLC 45. Proprietatea monitorizată a fost duritatea, măsurată cu un durimetru Rockwell digital de tip Namicon.

Călirea s-a efectuat după încălzire la 8500C prin răcire în ulei respectiv, atmosfera de azot. S-a remarcat o duritate superioară a epruvetelor călite în atmosfera de azot (media ambelor epruvete 56,31 HRC) față de cea a epruvetelor călite în ulei (media ambelor epruvete 43,60 HRC). Acest fapt se explică prin prezența unei proporții mai ridicate de martensită (constituentul cel mai dur) în cazul răcirii mai intense în atmosfera de azot si aprocesului mai bine controlat cu ajutorul computerului.

În procesul de productie destinat obținerii SDV-urilor sunt utilizate oțeluri de scule, cu proprietăți calitativ superioare, pentru care tratamentele termice uzuale aplicate acestora au început sa fie tot mai mult înlocuite cu tehnologii de tratamente termice si termochimice moderne, neconvenționale.

Principiile politicii referitoare la calitate ale firmelor prestatoare de servicii de tratamente termice si termochimice se bazează pe faptul că sunt necesare tehnologii de înaltă calitate, prietenoase cu mediul înconjurător orientate după cerințele clienților si ale pieței. Tot de o importanță covârsitoare a fost apariția conceptului de ,,clean product’’ care a determinat im mod direct modificarea tehnologiilor înainte ca acestea să producă reziduri care pot pune în pericol mediul, sau să implice o cheltuiala suplimentara pentru epurarea apelor, gazelor sau a altor subproduse tehnologice prezente in proces(exemplu-colectarea magnetica si prin alte procedee a spanului destul de fin din emulsia de racire a masinilor de rectificat)

Odata cu introducerea pe scara larga a automatizarii proceselor tehnologice de prelucrare a materialelor metalice, apare si cresterea solicitarilor la care sunt supuse diverse scule,lucru care implica cunoasterea temeinica a caracteristicilor tehnologice si de exploatare a otelurilor de scule utilizate in practica.Pentru folosirea rationala a acestora , procesele se vor desfasura sub indrumarea si atentia specialistilor tratamentisti, dar si a celor care prelucreaza aceste materiale.

Folosirea cuptorului de generatie noua la S.C. KOYO Romania reduce timpii de lucru si calitatea tratamentelor termice este superioara. Noile concepte ale tratamentelor in vid si sistemele de racire multidirectionala ale camerelor de calire si ale sistemelor de tratament sub 00C, executa un tratament fara oxidare, iar deformatiile sunt reduse ,chiar inexistente la unele materiale,si alt lucru important care sa realizat la acest tip de tratamente este transformarea austenitei reziduale in timpul procesului de calire si procesului de revenire.

Observatia facuta de mine consta in achizitionarea sau executarea pe plan local(societatea are in obiectul activitatii si acest lucru) a unui agregat de spalare a pieselor inainte de introducerea in cuptor.Prin aceasta operatie se indeparteaza de pe suprafata si mai important din cavitatile unor piese mai complicate a oxizilor si altor elemente cu onctuozitate din emulsiile de racire ale masinilor unelte.In prezent piesele sunt doar suflate cu aer comprimat, dar o spalare a lor ar duce la o atmosfera cu puritate mai mare sau mai usor de atins in ambele tipuri de cuptoare, si la o calitate mai buna a suprafetelor pieselor tratate si al aspectului acestora.

Scurta descriere a companiei

Fabrică de rulmenți (fig.) cu capital privat japonez, în orașul Alexandria, șoseaua Turnu Măgurele, nr. 1, începe să funcționeze în 1974 sub denumirea de Fabrica de rulmenți Alexandria, an în care s-a produs primul rulment pe data de 23 martie.

Fig. SC KOYO ROMǺNIA SA

Pentru început capacitatea de producție este de 30 milioane de rulmenți pe an, cifră care este dublată în anul 1983, an în care s-a inițiat proiectul de mărire a capacității de fabricare la 60 milioane pe an. În anul 1990 capacitatea de producție este redimensionată la 42 milioane pe an, iar în 1991 își schimbă denumirea în SC Rulmenți Alexandria SA.

Certificatul de Asigurare al Calității ISO este obținut în anul1995, iar în martie 1998 Koyo Seyco cumpără de la F.P.S .pachetul majoritar de acțiuni (51 %) cu 57 milioane de dolari, acestea reprezentând prețul acțiunilor și al investițiilor asumate și denumirea societății se schimbă în SC România SA, denumire păstrată până în prezent, evoluând cu principalele repere :

Certificatul de Asigurare a Calității ISO 9001(se obține în anul 2000);

Certificatul de Asigurare a Calității ISO 9000 (se obține în anul 2003);

Certificatul de Management al Mediului ISO 14001 (se obține în anul 2005);

Certificatul de Asigurare a Calității ISO/TS 16949 (se obține în anul 2006);

Certificatul OHSAS 18001 „Occupational Health Safety Advisory Services” (se obține în anul 2011)

Fig. Reprezentare Europa a SC. Koyo Seyco

În țara noastră există șase fabrici producătoare de diverse tipuri de rulmenți. Koyo România Alexandria produce cele mai utilizate tipuri de rulmenți, reprezentand aproximativ 60% din consumul total al pieței, care în principal este îndreptată către Asia și Europa de Vest, fiind exportată 90% din producție. (Fig. )

Fig. Hale tehnologice, Fabrica 1, Koyo România Alexandria

Conform raportului financiar individual (în 2011), indicatorul venituri operaționale nete a crescut de la RON 185.092.681 până la RON 237.096.107.

Rezultatul operațional a crescut de la 3,633,495 Ron până la 4,564,512 Ron ceea ce reprezintă o variație de 25.62%. Rezultatul net a scăzut cu -33.97% ajungând la 4,551,725 Ron la sfârșitul perioadei, comparativ cu 6,893,226 Ron în anul precedent.

Rentabilitatea capitalurilor proprii (Profit net/ Total capitaluri proprii) a variat de la 5.88% până la 3.00%, în timp ce rentabilitatea activelor (Profit net/ Total active) a variat de la 3.09% până la 1.86%, iar marja profitului net (Profit net/ Cifra de afaceri netă) a variat de la 3.72% până la 1.92% în cazul unei comparații cu perioada similară a anului precedent. Gradul de îndatorare (Total datorii/ Total capitaluri proprii) a fost de 61.32% comparativ cu 90.52% în anul anterior. Nu în ultimul rând, lichiditatea curentă (Active circulante/ Datorii pe termen scurt) a variat de la 0.83 până la 1.15 în cazul unei comparații cu anul precedent.

Domeniul de activitate

Koyo România se află printre liderii mondiali în producerea și vinzarea de rulmenți (Fig.) de toate tipurile pentru industria constructoare de mașini cum ar fi: Rulmenți cu bile oțel; Rulmenți cu bile oțel carbon; Rulmenți cu bile oțel inoxidabil; Rulmenți cu bile metal antifricțiune; Rulmenți cu bile de semi-precizie, de precizie, de mare precizie; Rulmenți cu colivie, cu unul sau doua rinduri de bile; Rulmenți cu bile etanși, Rulmenți sferici cu bile, Rulmenți cu bile de mișcare liniară; Rulmenți cu role; Rulmenți radiali; Rulmenți cu role de mare precizie; Rulmenți cu un rând sau două rânduri de role cilindrice, cu colivie; Rulmenți cu role cilindrice sau cu role conice, etc.

Poziționare în piață. Principalii clienți și furnizori

Pe piața mondială principalele firme la care sunt livrați rulmenții sunt următoarele: John Deere, GM Powertrain , Bosch, Linmar, Carraro, Honda Motor și Daimler.

În țară livrează rulmenți și scule Uzinei Renault și rețelelor Service auto pentru mai multe mărci de autovehicule prin firme cu sediul în Alexandria și Bucuresti cum ar fi: S.C. PLUS AUTOCOM S.R.L. Alexandria, Leco Impex (utilaje industriale și agricole ), F&S OIL (Industrie prelucrare /Echipamente /Lubrefianți ) , S.C. EMDA IMPEX S.R.L Alexandria, SC Dobricom SRL Alexandria.

De asemenea importante sunt și firmele pentru care execută SDV-uri, cum ar fi : KBE (Anglia ), JALY (Franta ), JAPZ (China), JADF (Germania). (fig. )

CONCLUZII

Carbonul este un element de aliere în oțeluri. Schimbȃnd conținutul de carbon, schimbăm proprietățile oțelului. Cele mai importante elemente de aliere care influențează proprietățile oțelurilor sunt:

Siliciu (S) – adăugat în oțeluri în proporție de pȃnă la 0,30% ajută la dezoxidare și mărește rezistența;

Carbon (C) – mărește duritatea și rezistența la uzură, micșorează reziliența;

Crom (Cr) – mărește călibilitatea, rezistența la uzură, rezistența la cald, iar peste 13% mărește rezistența la coroziune;

Mangan (Mn) – mărește călibilitatea, și rezistența la uzură și micșorează efectul negativ al sulfului (S);

Molibden (Mo) – mărește călibilitatea, rezistența la uzură, rezistența la cald (oțeluri pentru scule la cald, oțeluri rapide);

Nichel (Ni) – mărește reziliența la temperaturi joase de lucru. Ȋmpreună cu Cromul mărește rezistența la coroziune;

Wolfram-Tungsten (W) – Wolframul are aceeași efecte ca Molibdenul;

Vanadiu (V) – finisează mărimea de grăunte. Formează carburi puternice mărind astfel rezistența la uzură;

Cobalt (Co) – mărește rezistența la cald (oțeluri pentru scule la cald, oțeluri rapide).

Unele elemente trebuie menținute la un nivel cât mai scăzut în compoziția oțelurilor. Elemente ca oxigenul, hidogenul, azotul crează pori și defecte în interiorul oțelului. Fosforul, sulful, seleniul micșorează proprietățile mecanice ale oțelurilor.

Oțelurile de scule sunt elaborate de obicei în cuptoare electrice cu arc, relativ mici, pentru a putea urmări încadrarea în compoziția chimică dorită, obținerea purității și pentru controlul precis al condițiilor tehnologice de elaborare – turnare.

Un oțel călit este prea fragil pentru a folosi și de aceea călirea este urmată de o revenire. Revenirea produce echilibrarea între duritate și tenacitate. După revenire, alungirea crește dar duritatea și rezistența la rupere scad.

La elaborarea oțelului, indiferent de materia primă utilizată, pentru ca oțelul să fie lichid este necesară o sursă de căldură, care să asigure agregatului de elaborare o temperatură mai mare de 1873 K (1600 0 C).

Din acest punct de vedere procedeele de elaborare se împart în:

procedee la care căldura este adusă din exterior unde căldura necesară este obținută prin transformarea energiei electrice – cuptoare electrice cu arc sau cuptoare electrice cu inducție. La aceste cuptoare încărcătura este de regulă solidă, formată in principal din fier vechi, dar se poate folosi și fontă care poate fi și lichidă. Procesele de afinare au loc cu ajutorul minereului de fier și/sau oxigen tehnic.

procedee la care căldura este dată de procesele de afinare. Oxidarea elementelor însoțitoare (siliciu, mangan, fosfor) ca și oxidarea fierului și a carbonului, este un proces exoterm. Pentru ca această căldură să poată asigura o temperatură de peste 1873 K, este necesar ca încărcătura să fie preponderent lichidă și să conțină elementele însoțitoare în cantitate mare. Aceste condiții se realizează când se lucrează cu fontă lichidă (sau cu proporție mare de fontă lichidă) iar afinarea se face cu oxigen gazos. Procesul se numește afinare prin convertizare.

Tratamentele termice sunt operații de încălzire, de menținere la o anumită temperatură (în funcție de dimensiunea piesei) și răcire a aliajelor în stare solidă, cu scopul de a le schimba structura cristalină și proprietățile fizico-mecanice sau tehnologice fără a modifica forma și dimensiunile.

Majoritatea oțelurilor și fontelor se întrebuințează în stare tratată datorită faptului că prin tratamente termice se îmbunătățește structura, se obțin caracteristici mecanice și tehnologice superioare.

BIBLIOGRAFIE

*** Ghidul oțelurilor de scule, Dörrenberg Edelstahl, Tool Steel Handbook, traducerea realizată în cadrul SC FINE METAL, agent în România al Dörrenberg Edelstahl, 2004

*** Manualul inginerului metalurg, Editura Tehnică, București, 1978

*** Tools Engineers Handbook, Mc Graw Hill Book Company, New York, London 2006

*** Technologies and threats of the 21st Century, TTC-2006, Chișinău, September 2006

A. Rău, I. Tripșa, Metalurgia oțelului, E.D.P., București,1973

A. Scheider, Mechanical Deburring and Surface Finishing Technology, Dekker Inc., New York 1990

C. Dumitrescu, R. Saban, Metalurgie fizică – Tratamente termice, Editura Fair Partners, București, 2010

C. Pumnea, N. Ioniță. S. Șontea, Tehnologii din industria metalurgică și prelucrătoare, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1979

D. Bunea, R. Saban, T. Vasile, D. Gheorghe, M. Brȃnzei, Alegerea și tratamentele termice ale materialelor metalice, Editura Didactică si Pedagogică, R.A., București, 1996

Hildegard Protopopescu, Metalografie și tratamente termice, Editura Didactică si Pedagogică, București, 1983

I. Cheșa, N. Lascu – Simion, C. Mureșenu, C. Rizescu, M.S. Teodorescu, Mărci și produse din oțel, Editura Tehnică, București,1989

Radu Constantinescu, Oțeluri, Oficiul de Informare Documentară pentru Industria Construcțiilor de Mașini, București, 1994

T. Dulămiță, G. Vermeșan, Tehnologia tratamentelor termice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982

Titi Dulamița, Ioana Gherghescu, Oțeluri de scule: proprietăți, tratamente termice, utilizări, Editura Tehnică, București, 1990

V.I. Popescu, C. Chiriac, Oțeluri de scule, Editura SemnE, București, 2010

Anexa nr. 1

Anexa nr. 2

Anexa nr. 3

Anexa nr. 4

Anexa nr. 5

Anexa nr 6

BIBLIOGRAFIE

*** Ghidul oțelurilor de scule, Dörrenberg Edelstahl, Tool Steel Handbook, traducerea realizată în cadrul SC FINE METAL, agent în România al Dörrenberg Edelstahl, 2004

*** Manualul inginerului metalurg, Editura Tehnică, București, 1978

*** Tools Engineers Handbook, Mc Graw Hill Book Company, New York, London 2006

*** Technologies and threats of the 21st Century, TTC-2006, Chișinău, September 2006

A. Rău, I. Tripșa, Metalurgia oțelului, E.D.P., București,1973

A. Scheider, Mechanical Deburring and Surface Finishing Technology, Dekker Inc., New York 1990

C. Dumitrescu, R. Saban, Metalurgie fizică – Tratamente termice, Editura Fair Partners, București, 2010

C. Pumnea, N. Ioniță. S. Șontea, Tehnologii din industria metalurgică și prelucrătoare, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1979

D. Bunea, R. Saban, T. Vasile, D. Gheorghe, M. Brȃnzei, Alegerea și tratamentele termice ale materialelor metalice, Editura Didactică si Pedagogică, R.A., București, 1996

Hildegard Protopopescu, Metalografie și tratamente termice, Editura Didactică si Pedagogică, București, 1983

I. Cheșa, N. Lascu – Simion, C. Mureșenu, C. Rizescu, M.S. Teodorescu, Mărci și produse din oțel, Editura Tehnică, București,1989

Radu Constantinescu, Oțeluri, Oficiul de Informare Documentară pentru Industria Construcțiilor de Mașini, București, 1994

T. Dulămiță, G. Vermeșan, Tehnologia tratamentelor termice, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1982

Titi Dulamița, Ioana Gherghescu, Oțeluri de scule: proprietăți, tratamente termice, utilizări, Editura Tehnică, București, 1990

V.I. Popescu, C. Chiriac, Oțeluri de scule, Editura SemnE, București, 2010

Anexa nr. 1

Anexa nr. 2

Anexa nr. 3

Anexa nr. 4

Anexa nr. 5

Anexa nr 6