Способ обработки изделий

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно подвижных оправок трубных станов, включающий электролитическое хромирование, нагрев в безокислительной среде до 1050-1150 С, вьщержку и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повьппения стойкости, после выдержки поверхность оправки подвергают деформации обкаткой на глубину 25-50% толщины хромового покрытия. (Л

ае по

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

В«УИО

РЕСПУБЛИК зад С 21 D 1/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н аитнсмомм св твъстаи

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ Ф (21) 3374349/22-02 (22) 06.01.82 (46) 23.07.84. Бюл. Ф 27 (72) Т.Г. Кармазина, П.А. Лоскутов, Н.Е. Литвинова, M.Â. Белошапко, И.А. Чекмарев, В.А. Попович, А.И. Сухомлин, Н.А. Сердюченко и А.А. Вербицкая (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский и корструкторско-технологический институт трубной промьппленности (53) 621.785.79(088.8) (56) 1. "Иеталлургическая и горнорудная промышленность", 1980, Ф 2, с. 67.

2. Дубинин Г.Н. Диффузионное хромирование сплавов. М., ".Машиностроение", 1964, с. 8, 58 61, 70. (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно подвижных оправок трубных станов, включающий электролитическое хромирование, нагрев в безокислительной среде до 1050-1150 С, выдержку и охлаждение, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стойкости, после выдержки поверхность оправки подвергают деформации обкаткой на глубину 25-50Х толщины хромового покрытия.

1104 172

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении подвижных оправок для непрерывных, косовалковых и волочильных станов. 5

Известен способ изготовления подвижных оправок, включающий обточку заготовки, ее нагрев и обкатку. При этом нагрев заготовок производят до

870-90б С,а суммарное обжатие по диа- 10 метру при обкатке составляет 0,.30,4 мм (11.

Недостатком данного способа является то, что оправки, полученные таким путем, имеют низкую стойкость.

Это связано с тем, что нагрев до температур 870-900 С не обеспечивает твердость более 40 HRC а нагрев до более высоких температур приводит к образованию "оспин" на поверхности оправок, что также влияет на снижение их стойкости.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ обработки изделий, включающий 2, электролитическое хромирование, нагрев до 1050-1150 С, выдержку и охлаждение 5 23.

Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечи- 30 вает повышение стойкости подвижных оправок трубных станов, .поскольку образующееся хромовое покрытие состоит из двух слоев с различными свойствами: нижний тонкий слой имеет вы«35 сокую, а верхний более толстый — низкую твердость.

В связи с тем, что в процессе прокатки трубы на оправку действуют боль. шие удельные давления и при этом развиваются значительные силы трения, происходит износ более мягкого наружного слоя покрытия и стойкость оправок недостаточна.

Целью изобретения является повышение стойкости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки изделий, преимущественно подвижных опра- .

R0K трубных станов, включающему электролитическое хромирование, нагрев в безокислительной среде до 10501150 С, выдержку и охлаждение, после выдержки поверхность оправки подвергают деформации обкаткой на глубину

25-50Х толщины хромового покрытия.

Способ осуществляют следующим образом, Заготовка для оправок после правки на прессе подвергается обточке в несколько проходов на бесцентровотокарном станке с последующей обкаткой ее с температурой нагрева 870-900 С, d например, на двухвалковой обкатной машине. При этом чистота поверхности после обкатки должна быть не ниже

0,63.

Перед электролитическим хромированием оправку вначале обезжиривают в органических -растворителях, затем подвергают электролитическому обезжириванию, после чего производят нанесение хрома в электролите, например, следующего химического состава, г/л: хромовый ангидрид 200-300; сернокислый стронций 0,5-1,5; кремнефторит калия 20-25; бихромат калия

5-20. При этом толщина хромового покрытия составляет 200-300 мкм.

После нанесения хромового покрытия оправку подвергают термической обработке при 1050-1150 С в безокислительной среде, например в аргоне, в течение 0,5-1,5 ч, затем повторно обкатывают в нагретом состоянии при

1050-1150 С с обжатием, величина которого составляет 25-50 от толщины нанесенного хромового покрытия.

Проведены сравнительные испытания предлагаемого и известного способов изготовления оправок из стали 4Х5МФС диаметром 73 мм, длиной 7200 мм из заготовки диаметром 80 мм длиной

7200 мм.

Оправки, изготовленные предлагаемым способом, предварительно подвергали правке на прессе и обточке до ди0 аметра 73,6 мм, нагревали до 880 С

1104172 и обкатывали с с умма р ным обжати ем по диаметру, равным 0,3 мм. При этом чистота поверхности после обкатки 0,63.

Перед нанесением хромового покрытия обкатанную оправку обезжиривали в органическом растворителе уайт-спирите, затем подвергали обезжириванию в электролите, г/л: NaOH 25; Na PO !

8; N SiO 5Н 0 13.

Плотность тока при этом 15 А/дм й, продолжительность обезжириваиия 4 мин.

Обезжиренную оправку погружали в электролит состава, г/л: CrO> 250;

CrSQ 1; К Сг О 10, К SiF 20;

SrO 2,5, для хромирования, декапиро-15 вали при анодной плотности тока

30 А/дм в течение.45 с и затем переключали заготовку на катод для электроосаждения хрома. При этом плотность тока 65 A/дм, температура 20 электролита 57 С, скорость осаждения хрома 1-2 мкм/мин.

После термической обработки в аргоне нагретую оправку подвергали повторной обкатке с .обжатием, величина которого варьировалась в зависимости от толщины нанесенного хромового по" крытия. При подборе режима термической обработки и повторной обкатки варьировались температура термичес- 30 кой обработки и параметры обкатки.

В ходе исследований производились замеры твердости, определялась толщина хромового покрытия, а также величина износа, выраженная в разности диаметров оправок до и после испытаний.

Замеры твердости оправок производи" лись прибором "сольди", а замеры твер.дости хромового покрытия — на приборе 46

ПМТ вЂ” 3 (твердость, кг/мм ) . Толщину . и хромового покрытия определяли на приборе ПМТ вЂ” 3, а величину износа определяли путем замера диаметра оправок микрометром до и после испытаний.

Результаты исследований представлены в таблице.

Установлено, что при температурах термической обработки 1050-1150 : в безокислительной среде и повторной обкатке при этой же температуре с обжатиями 25-50Х от толщины нанесенного хромового покрытия наблюдается незначительный износ, величина которого составляет 0,.04-0,06 мм на диаметр.

При этом твердость оправок 49 HRC (примеры 2-4) . При температурах ниже

1050 С, например 1000 С (см. таблицу), при всех деформациях наблюдается интенсивный износ оправок, вели" чина которого составляет О, 10-0,19 мм на диаметр, при этом твердость их

40 HRC.

При более высоких температурах термической обработки, например

Ф

1200 C>на поверхности оправок образуются трещины в результате интенсивного роста зерна. При изготовлении оправок известным способом величина износа достигает 0,2 мм на диаметр.

Таким образом, использование предлагаемого способа изготовления оправок по сравнению с известным позволяет повысить стойкость, что достигается электролитическим хромированием обкатньм в нагретом состоянии оправок с последующей термообработкой и повторной обкаткой с указанными параметрами, что дает возможность, с одной стороны, повысить твердость оправок за счет термообработки при высоких температурах до 1150 С, (это в свою очередь возможно при наличии покрытия), с другой стороны, — способствует (при этих температурах) об" разованию на поверхности справок диффузионного слоя с высокой твердостью (75-80 HRC) состоящего из карбидов хрома.

Таким образом, использование изоб- ретения по сравнению с известным способом позволит повысить стойкость подвижных оправок в 1,5 раза, что составляет 1200 прокатанных труб на одной оправке (против 800 труб на одной оправке по известному способу) .

1104172

Пример

Твердость после

T.oëùèíà хромового покрыТемпеВыдержка, мин

Обжатия по ратура нагтия после термической обработки, мм диаметру, мм первой обкатки

НЕС, кгlмм оправок, С наружный слой

1 880 0,3 382 0,24 1000 100 1225 (39) (71) 0,220 Практически отсутствует

2 880 0,3 382 0,24 1050 90 1225 0,220 0,020 (39) (71) 1

3 880 0,3 382 0,24 1100 70 1225 0,220 0,020 (39) (71) рева, под обкат.о ку, С Голщи- на покрытий, MM

Температура термической обработки

Твердость хромового покрытия

HRC кг/мм2 диффуэионный слой

1104172

Толщина хромового покрытия после повторной обкатки, мм

ТемВеличин»

Давление

Обжатие на опизноса, мм при повравKlj p

ИПа после повторной обоправок, С наружный слой накат> ружный слой наружный слоИ

390 750 100 О 19 (40)

0,15

277 (29) Прак- 15 тически 25

452 (44,5) отсут- 35 ствует 50

0,11

0,10

65 0,084

260 1650 15 0,204 0,021 467 1680 535 725

105 О, 15 (27) (76) 25 0,180 0,020 (45) (77) (49) 35 0,156 0,019

50 0,120 0,020

65 0,084 0,021

248 1680 15 0,204 0,022 467 1650 488

730 100 0,12 (25) (77) 25 0,180 0,020 (45) . (76) (47) 35 0,156 0,020

50 0,120 0,021

65 0,084 . 0,019 равок

Твердость

XP0M9B0I О покрытия после термической обработки

НКС, кг/мм2 диффузионный слой

0,180

О, 156

0,120 диффузионный слой

Твердость хромового покрытия после пов" торной обкатки HRC, кгlмм диффузи-онный слой

Твер-, дость оправки торной обкатки

НЕС, кг/мм2 пература разогрева

Образование трещин на поверхности оправки

0,005

0,006

0,005

Образование трещин на поверхности оправок

0,006

0,005

0,004

Образование трещин ла поверхности nrr10

1304372 о» крытеробраузиннмй слой

880 0,3 382 0,24 150 - 50 1225 0,220 0,020

A1) (39) (39) (71) 880 0 3 382 (39) 880 0,3 382 0,24 1200 40 1225 0,220 0,020

1l0t 172

l2

Продолжение табл.

Лав- Величина ление

Твердость хромового покрытия после термической обработки

Насу кг/HMt

Толщина хромового покрнтил после поВторной обкат» ки ° мм

Твердость хро- мового покрытий после нов» тофной обкатки НКСВ atiюе4В на оправxy„

Ийа износа, мм

»»»»» диф фузионный слой

Диф» фуэи онный слой

245 1926 15 0,204 0,221 488 1680 488 745

110 0,13 (24) - (79) 25 0,180 0,019 (47) (77) (47) 0,004

0,004

0,003

35 О, 156 0,020

50 0,120 0,020

65 0,084 0,021

Образование трещин на поверхности отравок

237 1730 15 0,204 0,02 1 475 1730 488 750 (23) (78) 25 0,180 Оу019 (46) (78) (47) 35 0 156 0,019

50 О, 120 0,020

65 0,084 0,022

0,20

Составитель Л. Денисова

Техред Л.Микеш Корректор О. Билак

Редактор Н. Джуган

Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5167/!8

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Обжатие при пов-. горной обкатке, Й

Твер-. дость оправatt после пов» торной обкатки . HRCå кг/не

Температура

paso" грева онра®pе

С 120 Образование трещин при прокатке из-sa роста 9ерна при указанной температуре термообработки