Способ бездеформационной закалки крупногабаритных заготовок

 

Изобретение относится к .области машиностроения, преимущественно к производству судовых дизелей и газомотокомпрессоров, и может быть использовано при изотермической закалке крупногабаритных литых заготс юк коленчатых валов из высокопрочного чугуна. Цель - уменьшение коробления заготовок. Заготовку подготавливают под финишную механическую обработку, укладывают ее на опорную конструкцию, помещают их в закалочную ванну, подают в эту ванну жидкую среду, с температурой 480-500 К до полного покрытия заготовки с последующим нагревом до 840-920 К. Затем жидкую среду сливают и осуществляют нагрев заготовки с опорной конструкцией в атмосфере инертного или нейтрального газа до температуры аустенизации. Подстуживание до температуры изотермической выдержки проводят в жидкой среде с температурой 500-720 К. При этом заданную температуру среды в закалочной ванне поддерживают путем циклического ввода среды с температурой на 140-220 К ниже температуры выдержки , с интенсивностью смены объео ма закалочной среды в ванне 0,1- 0,5%/с и с полной сменой объема закалочной среды в ванне в количестве 2-5 раз. 1 табл., 1 з.п. ф-лы. § (О

СООЗ СОВЕТСКИХ

И

РЕСПУБЛИК (504 С 21 D 1/56 С 21 D

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3907I67 22-02 (22) 06.06.85 (46) 23.01.87. Бюл. Ф 3 (71) Институт проблем литья АН УССР и Дизельный завод "Двигатель революции" (72) В.П. Кудрявцев, Ю.Т. Соколюк, В.С. Шумихин, В,Л. Найдек, И.Г. Раздобарин, В.А. Резник, В.И. Литовка и В.Д. Краля (53) 621.785.79 (088.8) (56) Патент США В 4043847, кл. С 21 0 9/30, опублик. 1977.

Патент США У 3977914, кл. С 21 D 1/18, опублик. 1976. (54) СПОСОБ БЕЗДЕФОРИ ЩИОННОИ ЗАКАЛКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно к производству судовых дизелей и газомотокомпрессоров, и может быть использовано при изотермической закалке крупногабаритных литых заготс . ок коленчатых валов из высокопрочного

„„Я0„„1285О22 А1 чугуна. Цель — уменьшение коробления заготовок. Заготовку подготавливают нод финишную механическую обработку, укладывают ее на опорную конструкцию, помещают их в закалочную ванну, по" дают в эту ванну яркую среду, с температурой 480-500 К до полного покрытия заготовки с последующим нагревом до 840 -920 К. Затем жидкую среду сливают и осуществляют нагрев заготовки с опорной конструкцией в атмосфере инертного или нейтрального газа до температуры аустенизации.

Подстуживание до температуры изотермической выдержки проводя. в жидкой среде с температурой 500-720 К. При Я этом заданную температуру среды в закалочной ванне поддерживают путем циклического ввода среды с температурой на 140-220 К ниже температуры выдержки, с интенсивностью смены объема закалочной среды в ванне 0,10,5X/с и с полной сменой объема закалочной среды в ванне в количестве

2-5 раз. 1 табл., 1 з.п. ф-лы.

1 1285022 2

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к производству судовых дизелей и газомотокомпрессоров, и может быть использовано при изотермической закалке крупногабаритных литых заготовок коленчатых валов из высокопрочного чугуна.

Целью изобретения является уменьшение коробления заготовок. 10

Пример. Производили бездеформационную изотермическую закалку секции коленчатого вала из высокопрочного чугуна (1/б часть вала) в опытной установке с объемом закалочной ванны 1 мз . Закалочная ванна была снабжена крышкой и имела внешний электрообогрев, два запирающих устройства (стопоры) и два нагнетающих (сливных) патрубка, соединенных с двумя баками-охладителями закалочной среды полезной емкостью 2 м каждый, расположенными ниже закалочной ванны. Баки-охладители имели внешний электрообогрев, систему охлаждения (холодильники) и систему нагнетания закалочной среды.

Обработанную под финишную шлифовку секцию коленчатого вала устанавливали на опорную конструкцию, затем их помещали в пустую закалочную ван"ну, и из первого бака-охладителя нагнетали закалочную среду при 480500 К (щелочь 50% NaOH + 50% КОН) до полного покрытия секции коленчатого 35 вала, после чего стопор закрывали и проводили нагрев до 840-920 К в жидкой среде. По достижении заданной температуры жидкую среду сливали в бак-охладитель и дальнейший нагрев до температуры аустенизации (1120 1150 К) проводили в среде аргона или азота.

Формула изобретения

После нагрева и выдержки при температуре аустенизации проводили собственно бездеформационную изотермическую закалку секции коленчатого вала следующим образом. Поднимали стопор и из первого бака-охладителя нагнетали жидкую закалочную среду при 500-540 К в закалочную ванну до стабилизации температуры изотермической выдержки, для чего сливали перегретую среду в первый бак-охладитель и, подняв стопор второго бака-охладителя, одновременно нагнетали из него закалочную среду с температурой на 140-220 К ниже температуры выдержки с интенсивностью смены объема среды в ванне О, 1-0,5%/с. Операцию полной смены среды в закалочной ванне повторяли несколько раз до стабилизации температуры на уровне 680-

720 К.

После стабилизации температуры выдержки выдерживали заготовку в течение 2 ч, затем закалочную среду полностью сливали, производили охлаждение секции коленчатого вала с опорной конструкцией до 330-420 К и промывали их в промывочной емкости проточной водой.

Изучали изменение геометрических размеров секции коленчатого вала после изотермической закалки, глубину закалки, прочностные характеристики и структуру закаленного слоя. Одновременно была проведена закалка секции коленчатого вала на опорной конструкции по известному способу, т.е. после нагрева в нагревательной печи до температуры аустенизации секция вала с опорной конструкцией была перемещена в закалочную емкость,где проведена изотермическая закалка, Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице, из которой следует, что оптимальное сочетание прочностных и пластических характеристик, минимальное коробление и требуемая твердость закаленного слоя достигается в области указанных параметров бездеформационной закалки.

1. Способ бездеформационной закалки крупногабаритных заготовок, преимущественно коленчатых валов, судовых двигателей, включающий подготовку заготовки под финишную механическую обработку, укладку на опорную конструкцию, совместный нагрев заготовки и опорной конструкции до температуры аустенизации в среде инертного или нейтрального газа,подстуживание до температуры изотермической выдержки, выдержку при этой температуре и окончательное охлаждение. отличающийся тем, что, с целью уменьшения коробления заготовки, нагрев заготовки и опорной конструкции осуществляют в закалочной ванне сначала в жидкой среде до 840-920 К, затем с этой температурой до температуры аустенизации, а подстуживание до температуры вы1285022 циклического ввода среды с температурой на 140-220 К ниже температуры выдержки с интенсивностью смены объема закалочной среды в ванне 0,10,5 /./с и с полной сменой объема закалочной среды в ванне в количестве

2-5 раз. держки проводят в жидкой среде с температурой 500-720 К.

Ис Тем тани рат наг

Те рв кн ба ладя бн емпеКратность полно смеяы объема вакалеяной среды в вая яе ем атурв агреа в ат ак и, и> гмостного или нейтрального

rasa ° K

720 Иввест>о>й способ

0,027 980 3,5 210 41-42

+О ° OO5

-0,005

720

1140

2 780 1090 560/600

1125 6, 1 240 38-40

0,023

6 +0,002

-0,002

600 0>05

1080 6,0 285 39-4 1

То ие

О, 026

640 0,08 6 +0,001

-0,002

1071 5,5 Э61 40-43

6 +0,002 0,030

660 О, 1О

-0,001

Предлагае>е>8 способ

1060 5,2 380 43-45

Ь saкален-

0,030

5 +0,001

-0,001

140 680 0,10

5 840 1120 540/680 слое структура верхнего бейии1053 4,8 396 43-45 То ие

0,029

4 +0,001

-0,001

180 700 О ° 20

6 860 1130 520/700 и

1042 5,3 413 43-45

3 +0,000 0,032!

90 710 0,30

7 880 1120 520/710

-0 ° 170 и

1030 5,6 427 43-45

Э +0,000 0,028

1220 720 0,40

8 900 1140 500/720

"0,001

2 +О, 001

-О,ООО

2 +0,001

-0,000

220 720 О 50

996 5,4 426 43-45

0,030

9 920 1150 500/720

Испа0,029 935 5,0 423 42-43

260 740 0,60

10 940 1160 480/740 реняе

sa»апочвой среды прн нагре0,031

920 5, 1 417 41-4Э

То ве

2 +О, 001

-0,000

270 750 О, 60

11 980 1170 480/750

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при подстуживании заданную температуру среды в закалочной ванне поддерживают путем

3 800 1100 650/640 80

4 820 !110 540/660 120

Испарение вй>дкости в промываяaail емкосте