Способ изготовления изделий

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности для изготовления изделий с удлиненной осью, состоящих из рабочих заостренных частей и монтажньпс частей. Цель - повышение долговечности изделий за счет улучшения их механических характеристик . Способ включает поперечноклиновую прокатку заготовки в три прохода. На первом проходе заготовку прокатывают при температуре Af -«20- 80 с со степенью деформации 20-30%. Перед вторым проходом заготовку подстуживают до температуры Aj от -80 до и прокатывают со степенью деформа1№1и не менее 70%. Затем концы заготовки нагревают до температуры Af 20-50 С и деформируют со степенью деформации не более 30%, Рабочие концы закаливают, а монтажные подвергают ускоренному охлаждению. Способ обеспечивает получение эффекта дополнительного термомеханического упрочнения . Повышение твердости рабочих заостренных частей изделия происходит одновременно с формообразованием монтажных частей, где требуется высокая ударная вязкость, 6 ил. 1 табл.

союз coavcwx

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.,sU„„иэпп

А1 (50 4 В 21 Н 1/18

/3, иклу,» ..

Яj

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДAPCTBEHHblA НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 4128223/31-27 (22) 29.07.86 (46) 30.04.88. Бюл. М - 16 (71) физико-технический институт

АН БССР (72) А.Н.Давидович, В.А.Гайко, В.А.Клушин, Г.Г.Шпунтов, A.À.Âàñèëüåâ и 10.H.Êðàâ÷åíêî (53) 621.771 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 782935, кл. В 21 Н 1/18, 1979. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к обработ-. ке металлов давлением, в частности для изготовления изделий с удлиненной осью, состоящих из рабочих заостренных частей и монтажных частей. Цель— повышение долговечности изделий за счет улучшения их механических характеристик. Способ включает поперечноклиновую прокатку заготовки в три прохода. На первом проходе заготовку прокатывают при температуре А +20о з

80 С со степенью деформации 20-30Х, Перед вторым проходом заготовку подстуживают до температуры А от -80 о г, до -100 С и прокатывают со степенью деформации не менее 707.. Затем концы заготовки нагревают до температуры

r, А 20-50 С и деформируют со степенью деформации не более 302, Рабочие концы закаливают, а монтажные подвергают ускоренному охлаждению. Способ обеспечивает получение эффекта дополнительного термомеханического упроч- д нения. Повышение твердости рабочих заостренных частей изделия происходит одновременно с формообразованием монтакнмк частей, тде требуется высокая ударная вязкость, 6 ил. 1 табл.

1311787

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к поперечно-клиновой прокатке изделий с удлиненной осью, состоящих иэ монтажных частей и рабочих заостренных частей повышенной твердости.

Целью является повышение стойкости изделий путем увеличения твердости ее заостренной части и повышения ударrp ной вязкости его монтажной части.

На фиг.1 изображена исходная заготовка, на фиг.2 — заготовка после первого прохода формообразования, ча фиг.3 — то же, после второго прохода формообразования," на фиг.4 — то же, после третьего прохода формообразования, на фиг.5 — разделение детали пополам, на фиг.6 — схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Формообразование рабочей заостренной части изделия осуществляют в три прохода прямой прокаткой с образованием на концевых участках полуфабри- 25 ката цилиндрических ступеней, сопрягающихся с исходным диаметром заготовки коническими ступенями, а формообразование монтажной части производят проходами, раскрывая заготовку 30 с цилиндра на цилиндр, при этом перед первым проходом заготовку нагревают о до температуры А 20-80 С и прокатывают монтажную и рабочую части со степенью деформации 20-307, затем по- луфабрикат подстуживают до температуры A от -80 до †1 С и прокатыг, вают монтажную и рабочие части со степенью деформации не менее 707, на третьем проходе рабочие части полу- 40 фабриката подогревают до температуры

А, 20-50 С и прокатывают со степенью деформагии не более 307., после чего производят закалку рабочей части изделия и ускоренное охлаждение его 45 монтажной части.

На первом проходе при прокатке рабочих и монтажных частей (Т=А,з 20о, 80 С, 3 =20-307) происходит формирование метастабильного состояния с определенной плотностью дефектов структуры по всему объему полуфабриката, которая создается деформацией в аустенитной области в интервале указанных температур.

Цри выходе за нижнюю границу температурного интервала не обеспечивается полная карбидная гомогенпзапп» аустенита, при нагреве выше верхней точки интервала обработки начинается значительный рост зерен. В обоих случаях снижается равномерность структуры к началу обработки на втором проходе, что ухудшает конечные свойства.

Степень деформации на первом проходе не должна превышать 307. в связи с интенсификацией при более высокой рекристаллизационных процессов и ухудшением структуры. С другой стороны, степень деформации не должна быть ниже 207, поскольку при более низкой накопленной энергии деформации за счет плотности дефектов недостаточно для измельчения и стабилизации структуры на последующем проходе.

Второй проход — основной этап получения дополнительного упрочнения и повышения ударной вязкости за счет создания стабилизированной субструктуры. К моменту второго прохода эа счет накопленной энергии дефектов первого прохода происходит иэмельчение структуры в процессе перлитного о превращения А от -80 до — 100 С, а деформация в температурном интервале превращения со степенью деформации не менее 707 способствует образованию устойчивой полигональной субструктуры, отсутствующей при меньшей деформации.

Таким образом, после двух проходов обработки монтажная и рабочая части получают ступенчатую деформацию. При этом, одновременно с получением заостренной формы полуфабриката максимально упрочняется рабочая часть изделия. Температурный интервал второго прохода обусловлен тем, что при более высокой температуре не успевает произойти фазовое превращение, à ;IpH более низкой — фазовое превращение заканчивается до начала деформации.

И в том, и в другом случае не обеспечивается формирование устойчивой субструктуры в деформируемом объеме.

После второго прохода получается полуфабрикат повышенной прочности и ударной вязкости без существенного повышения твердости °

На третьем проходе происходит окончательное формирование изделия повышенной прочности с различной твердостью монтажных и рабочих частей.

Ото происходит за счет ускоренного нагрева только в концевых частей пою луфабриката до температуры Ас,20-50 С

139 l 787 и последующей прокатки концевых рабочих участков со степенью деформации не выше 307, (чтобы избежать интенсивных рекристаллизационных процессов при более высоких степенях деформации), немедленной закалки рабочей части и ускоренного охлаждения монтажной части.

Нижняя точка интервала нагрева (как и на первом проходе) для обеспечения карбидной гомогенизации аустенита, при превышении верхней точки температурного интервала происходит снятие дополнительного эффекта упроч-15 нения, полученного на втором этапе.

После третьего прохода и закалки концевых участков полуфабриката получается изделие с повышенной прочностью монтажных частей и повышенной прочностью и твердостью рабочих заостренных частей.

Предлагаемый способ представляет собой совокупность взаимосвязанных операций, из которых каждая предыду- 25 щая вызывает эффект дополнительного улучшения свойств и процессов последующей операции. Два первых прохода повышают ударную вязкость изделия, причем первый проход обеспечивает рост работы образования трещины за счет гомогенизации и измельчения карбидной и зеренной структуры, а второй проход обеспечивает рост работы распространения трещины за счет создания упорядоченной стабилизированной субструктуры.

Пример. Прокатывали заготовку из стали 40Х Я 16х40, Перед прокаткой заготовки нагревали в индукторе о 40 до 920+10 С и деформировали в устройстве, схема которого показана на фиг.б и 7. Клиньями первого перехода прокатывали монтажную часть и концевые участки заготовки со степенью обжатия d =1, 15 (фиг.2), что соответ45 ствовало степени деформации 25-307.

Затем заготовку подстуживали сжатым воздухом, подаваемым под давлением

1,8 атм. Применяли по одной форсунке с каждой стороны заготовки, они были

50 расположены на расстоянии 20 мм от рабочих концов полуфабриката, давление воздуха в системе составляло

1,8 атм.

После подстуживания заготовку деформировали клиньями второго прохода и раскатывали концевые участки и монтажную часть со степенью обжатия d =

=1,8 ((=80X), предварительно формуя заостренные концы иэделия. После выхода заготовки из клиньев второго прохода заостренные концы заготовки попадали в щелевой индуктор и нагревались до 920+20 С. Температуру контролировали тем же способом. После выхода концов заготовки иэ индуктора в них внедрялись клинья третьего прохода и прокатывали концевые участки со степенью обжатия cf=1,13 (257,).

Затем отрезными ножами отделяли концевые отходы и налинали разделение заготовки на две. В это время окончательно сформированные концы изделия попадали в водяной спрейер и эакаливались. Разделенные поковки с закаленными концами падали на лоток и обдувались сжатым воздухом пля предотвращения отпуска закаленного рабочего конца изделия. Ско1 сть охлаждения регулировали в ироде. .ах 4050 /с. Это позволило предотвратить теплоотдачу от монтажной части изделия к рабочей части и зафиксировать в монтажной части перлитную, а в рабочей — мартенситную структуру.

Заготовки, прокатанные по предлагаемому способу, с отклонением от режимов, а также закаленные по стандартной технологии, исследовались на твердость рабочей и ударную вязкость монтажной частей.

В таблице приведены физико-механические свойства заготовок, прокатанных по предлагаемому способу.

Формула изобретения

Способ изготовления изделий, преимущественно с удлиненной осью из сталей перлитного класса, состоящих из монтажной цилиндрической части и рабочей заостренной части с твердостью, превышающей твердость монтажной части, включающий нагрев, формообразование заготовки поперечно-клиновой прокаткой и отделение концевых отходов, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности изделий за счет улучшения их механических характеристик, нагрев заготовки осуществляют до температуры А 20-80 С, формообразование осуществляют за три прохода: на первых двух проходах прямой прокаткой формообразуют монтажную и рабочую части одновременно двух изделий, при этом

1391787

140-152

150-156

42-46

40-45

50-55

50-55

50-55

42-47

40-44

180-196

180-196

180" 196

135-155

120-145

Твердость рабочей части, HRC

Режимы обработки дарная язкость монтажной части, Дж/см

38-42

50-55

50-55

144-150

180-196

180-196

140-152

Со степенью деформации на втором переходе, 7;

40-46

25 деформацией первого прохода ври темпера.

O туре Л,, С:

60 40-44

70 50-55

80 50-55

132-146

180-196

180-196

180-196

180-196

180-196

50- 55

50- 55

50-55

1 пр, к,, ч ку на перво i проходе осущест. ".яют .о степенью деформации 20-307, последующим подстуживанием заготова, к". е ге .гпературы А от -80 до — 100 С 4 Ф ,;а втором проходе прокатку осущестзчякт со степенью пеформациии не менее 701, перел третьим проходом рабочую часть заготовки нагревают до

g тем ературы Аг 20-50 С и прокатывают рабочую заостренную часть со степенью деформации не более 307, затем ог.уществляют закалку рабочей части изделия и ускоренное охлаждение его ь1антажной части с одновременным раз,, пением заготовки на два изделия.

С деформацией второго прохода при температуре А„, С;

-80

-90

-100

-65

-115

Со степенью деформации на первом переходе, 7:

Продолжение таблицы

1 391787

Ю олод

d 4 РРЛ

Ш про,оа

Юцг. Ф

Шарсунна 6оздушноя

Я я б

Составитель М.Тарлавская

Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник

Тираж 589

Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т.Парфенова

Заказ 1847/14 ЫРУ Ы7ОР

С3 С3 С3 С3 С3

70А (А, -Ю+ fPP) Раьделеиис девала повальна

Юадмой„

cnpe pep