ДонНТУ   Портал магистров

Басенко Лидия Михайловна

Факультет металлургии и теплоэнергетики

Кафедра физического материаловедения

Специальность « Металловедение и термическая обработка металлов»

ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПРОВОЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ С УТОНЕННОЙ РАБОЧЕЙ ЧАСТЬЮ

Научный руководитель: д.т.н., проф. Алимов Валерий Иванович

Резюме Биография Реферат Библиотека Ссылки Индивидуальный раздел

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

• Введение
• 1. Общая характеристика игольной проволоки и игл из нее
• 2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты
• 3. Материал, методика и оборудование для исследований
• 4. Изучение строения структуры, микротвердости и свойств проволочных изделий с утоненной рабочей частью
• Выводы
• Список источников

Введение

От 8 до 10% количества мирового производства технического железа и стали перерабатывается в проволоку. Номенклатура изделий, изготавливаемых из проволоки, весьма разнообразна, например, канаты, пружины, винты, гвозди, иглы, грозозащитная проволока, арматура для резины, тканей и железобетона. Ежегодно, применяется десятки миллионов тонн проволоки. Проволока является универсальным конструкционным материалом. Она применяется во всех без исключения отраслях материального производства, этим обуславливается многообразие свойств и размеров, а массовость потребления требует технологичности и экономически обоснованных схем изготовления [1].

Одними из изделий массового потребления, изготовляемых из проволоки, являются иглы. Иглы подразделяются на швейные и медицинские, изготовляемые из высокоуглеродистых и нержавеющих марок стали соответственно. К иглам как медицинского, так и швейного типа, предъявляются высокие технологические требования. Изготовление игольной проволоки требуемого качества осуществимо при условии устойчивого и качественного технологического процесса на всех этапах производства. Отечественные производители бытовых и промышленных швейных игл вынуждены конкурировать с зарубежными производителями, которые выпускают более качественную, но и вместе с тем, более дорогостоящую, продукцию. В попытках уменьшить затраты на производство, отечественные производители в тоже время уменьшают показатели механических характеристик готового изделия из игольной проволоки [2].

Иглы применяют не только для шитья, совершенно особыми иглами художники создают офорты в технике «серебряной иглы» — это виртуозные рисунки. Врачи штопают иглами плоть пациентов и с помощью тончайших полых орудий вводят инъекции, а восточные целители совершают чудеса иглоукалывания. Всех профессий иглы и не перечесть [3].

Но, наверное, наиболее почитаемыми, иголки являются в Японии, где уже около 1000 лет, ежегодно проходит фестиваль, посвященный сломанным иглам. Причем, принять участие в нем могут все желающие. Во время проведения такого фестиваля все участники сносят сломанные иглы и кладут их в специальный ящик, одновременно с этим, благодарят иглы за добрую службу. После чего, ящик навеки опускают в море.

Таким образом, иглы применяют не только для шитья, врачи штопают иглами плоть пациентов и с помощью тончайших полых орудий вводят инъекции, а восточные целители совершают чудеса иглоукалывания.

1. Общая характеристика игольной проволоки и игл из нее

Игольная проволока используется для изготовления игл различного назначения. Наиболее известные – это иглы для шитья вручную. Различают следующие виды игольной продукции: бытовые иглы, промышленные иглы, обувные иглы, ковровые и вязальные иглы. Кроме того, иглы делятся на швейные ручные (обыкновенные, штопальные, вышивальные, для слепых, скорняжные, шорные и пр.), машинные (с утолщением на одном конце, которое называют колбой) Ассортимент крупных предприятий может насчитывать несколько тысяч различных наименований игл различной толщины, формы острия и вида покрытия поверхности. По назначению иглы разделяют на:

- Швейные, которые в свою очередь разделяются на ручные и машинные. К ручным можно отнести стандартные иглы с ушком для нити, вышивальные и портновские булавки, сапожные иглы. Машинные иглы используются в швейных машинах. Швейные иглы бывают разные по размеру и по форме. При работе выбирается размер иглы, соответствующий структуре материала и виду ниток. Номер иглы обычно пишется в сотых долях миллиметра (70, 90, 120) — то есть чем больше номер, тем толще игла. Существуют иглы с гладким остриём — для раздвигания с минимальным повреждением нитей тканых материалов, и иглы с острыми кромками, для прошивания кожи, резины, нетканых материалов и т.п., и иглы с закруглённым концом — для вязаных полотен, трикотажа. На рисунке 1 показаны виды швейных игл [4].

- Медицинские (характерное свойство — стерильность):

* Инъекционные, инфузионные, для забора биологических жидкостей — полые внутри, предназначенные для введения, либо забора жидких веществ из/в объект(а) воздействия. Часто применяются со шприцами и капельницами [3]

* Хирургические иглы классифицируют на сшивающие для соединения биологических тканей, (биопсийные, пункционные и лигатурные)

o Сшивающие бывают колющими, режущими, колюще-режущими, шпателевидными, ромбовидными и др. Часто применяются с иглодержателем Матье или Хегара.

o Лигатурные иглы имеют специальную конструкцию с ушком на окончании иглы и ручкой. Предназначаются для проведения нити в труднодоступных местах. Наиболее распространенные лигатурные иглы - Ревердена и Дешана. Лигатурные иглы предназначены для подведения лигатур под сосуд. На рисунке 2 показаны виды медицинских игл [4]

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

В нашем регионе ассортимент швейных игл достаточно ограничен. Размеры игл колеблются в пределах 35 – 80 мм по длине и 0,6 – 1,8 мм по диаметру. Отечественные производители бытовых и промышленных швейных игл вынуждены конкурировать с крупнейшими производителями. Качественные швейные иглы производятся и импортируются в нашу страну из стран Европы (Германия, Великобритания, Франция), Японии, Китая. Большинство отечественных компаний предпочитают не производить иглы самостоятельно, а размещать заказы на их изготовление на китайских заводах. Они расфасовывают готовую продукцию в собственную упаковку и реализуют ее под своей торговой маркой [5]

Таким образом, целью данной работы является усовершенствование производства машинных швейных игл путем совершенствования технологического процесса их изготовления.

3. Материал, методика и оборудование для исследований

В качестве исходного металла использовали проволочное изделие из низкоуглеродистой стали, представленную кафедрой «Физическое Материаловедение».

Сталь низкоуглеродистая – это сплав, не содержащий легируемых элементов, имеющий примеси и малое содержание углерода, до 0,25%. В составе данного сплава присутствуют марганец и кремний, однако в силу малого процентного содержания (марганец – не больше 1%, кремний – не выше 0,8%), не оказывают ощутимого легирующего воздействия на материал. Сталь низкоуглеродистая отличается мягкостью и малым содержанием марганца.

На рисунке 3 показан общий вид проволоки сверху.

Перед испытанием было выбрано по два образца разных диаметров для изучения микроструктуры и микротвердости. Образцы были помещены в емкость и залиты раствором эпоксидного клея, и размещены в такой последовательности: 2 образца диаметром 1,1 и 1,5 мм в продольном виде, и 2 образца таких же диаметров имели поперечный вид (Рис.4)

4. Изучение строения структуры, микротвердости и свойств проволочных изделий с утоненной рабочей частью

На шлифах исследовали микроструктуру на микроскопе «Neophot–21». Микротвердость структурных составляющих определяли на приборе ПМТ–3 при нагрузке 0,5 Н. На каждом образце делали не менее 3-х измерений и рассчитали среднее значение.

Из представленных рисунков 4 - 6 видно, что структура низкоуглеродистой стали состоит из Феррито - перлитной структуры.

Таблица 2 – Средняя твердость измеряемых образцов.

Выводы

1. Установили, что одними из изделий массового потребления, изготовляемых из проволоки, являются иглы различного назначения, применяемые в швейной и медицинских отраслях промышленности;

2. Показано, для производства швейных игл в основном используют инструментальную углеродистую сталь, для медицинских игл коррозионно-стойкие стали мартенситного, аустенитного и аустенитно-мартенситного классов;

3. Оптимальными способами выплавки стали для игольной проволоки является выплавка в электрических дуговых и индукционных вакуумных печах. Проволочная заготовка должна обладать повышенной технологической пластичностью. Наличие дефектов необходимо свести к минимуму;

4. Для достижения необходимых механических характеристик изделия игольной проволоки из высокоуглеродистых марок стали, должны обладать сорбитной структурой, высокой износостойкостью и твердостью. Исходя из вышеперечисленного, является целесообразным более глубокое изучение данного вопроса проволочных изделий с утоненной рабочей частью, с целью повышения и улучшения механических характеристик проволоки, а также продление срока службы.

Список источников

1. Свой бизнес: производство швейных игл [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.openbusiness.ru/html/dop11/shveinie-igli.htm - Загл. с экрана.
2. Парусов, В.В. Усовершенствование технологии производства игольной проволоки / В.В. Парусов, В.Н. Прокофьев, И.И. Долженков, М.И. Сорокин,В.З Марченко, Н.П. Нестерова // Журн. «Сталь» - 1980. - № 12 – С. 1090 – 1092.
3. Жоховский О.В. Основные направления развития машиностроения для швейной промышленности по странам-членам СЭВ «Швейная промышленность», 1975. № 4. С. 37-38.
4. Сорокин В.Г. Марочник сталей и сплавов/В.Г.Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вяткин и др.; под редакцией Сорокина В.Г. – М.: Машиностроение, 1989. – 640с.Гайнанов, Х.С. Почвообрабатывающее орудие / Х.С.
5. Вальщиков Н.М., Зайцев Б.А., Вальщиков Ю.Н. Расчет и проектирование машин швейного производства. Л. «Машиностроение», 1973. 343 с.
6. Русаков С.И., Сергевнин Н.В., Эппель С.С. Оборудование швейных фабрик. М. Гизлегпром, 1955. 464 с.
7. Исаев В.В., Дремалин Н.А., Навасардян Г.С. Новые швейные машины. М. «Легкая индустрия», 1973. 126 с.
8. Суховаров В.Ф., Сизова О.В., Хазанов А.А., Бухарин А.В., Царапкин А.В.,Рыжков Э.С. Авторское свидетельство SU 1293236 A1, 28.02.1987. Заявка № 3827940 от 20.12.1984.
9. Алимов С.У. Исследования влияния двойной закалки на аустенитное зерно стали У8, Труды Ташкентского политехнического института, 1980. вьш. 297, с. 15-18, . Геллер Ю.А. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1983, с. 528.
10. Алимов, В.И. Фазовые и структурные превращения при деформационно-термической обработке проволоки / В.И. Алимов, О.В. Пушкина. – Донецк: Донбасс, 2012. – 242 с.
11. Маточкин, В.А. Особенности термической обработки и подготовки поверхности высокоуглеродистой катанки-проволоки при волочении / В.А. Маточкин // Журн. «Сталь» - 2007. - № 6 – С. 55 – 57.