Способ термообработки высокохромистого чугуна

 

Изобретение относится к металлургии и машиностроительной промышленности , в частности к термической обработке отливок из высокохромистых чугуиов, содержащих преимущественно 17-30% хрома. Цель изобретения - улучшение обрабатываемости резанием, Отливки из ВХЧ подвергают отжигу при 1175°С, отпуску при и охлаждению со скоростью 20°С/ч до 550 с, далее - на воздухе. В результате использования способа период стойкости резцов из сплава ВКб при обработке отливок возрастает до 7,55 против 1,92 ч по базовому варианту. 2 табл. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„141 34 (511 С 21 D 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4137665/31-02 (22) 12.08.86 (46) 30.07.88. Бюл. Ф 28 (71) Белорусский политехнический институт (72) О.С. Комаров, Н.И. Урбанович и В.Г. Ходосевич (53) 621.785.79(088.8) (56) Патент США Ф 4395284, кл. 75123, 1983, Авторское свидетельство СССР

У 1214769, кл. С 21 D 5/04, 1984 (54) СПОСОБ ТЕРМООБРАБОТКИ ВЫСОКОXP0MHCT0I 0 ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии и машиностроительной промышленности, в частности к термической обработке отливок иэ высокохромистых чугунов, содержащих преимущественно

17-ЗОБ хрома. Цель изобретения— улучшение обрабатываемости резанием, Отливки из ВХЧ подвергают отжигу при

1175 С, отпуску при 680 С и охлаждению со скоростью 20 С/ч до 550 С, далее — на воздухе. В результате использования способа период стойкости резцов из сплава ВК6 при обработке отливок возрастает до 7,55 против

1,92 ч по базовому варианту. 2 табл.

1413146

Изобретение относится к металлургии и машиностроительной промышленности, в частности к термической обработке отливок из высокохромистых чугунов, содержащих преимущественно

17-30 хрома.

Цель изобретения — улучшение обрабатываемости резанием и повышение износостойкости. 10

Пример. Обработку по предлагаемому способу проводили на отливках из ВХЧ диаметром 30 мм и длиной

250 мм. Структура тонкостенных отли, вок и отливок малого развеса, полу-. ченных в песчаных формах (основная масса изделий), состоит из аустенита, мартепсита, первичных и вторичных карбидов, что черезвычайно затрудняет обработку резанием. 20

Дпя улучшения обрабатываемости литых заготовок из ВХЧ термообработку проводили в .2 стадии.

Первая стадия термообработки заключается в нагреве до 1150-1?00 С, 25 выдержке в течение 1,5-2,0 ч, охлаждении с печью, т.е. проводится отжиг отливок. В результате разрушается карбидный каркас, растворяются вторичные карбиды, происходит дробление первичных карбидов и частичное округление острых кромок. Тем не менее даже при такой термообработке зерна перлита не образуются. Механическая обработка отливок затруднена, Для получения зернистого перлита требуется вторая стадия термообработки — высокии отпуск, которыи проводится по режиму: нагрев до 680-700 С, выдержка в течение 1,5-2,0 ч и охлаждение со скоростью 20-30 С/чдо 550оС, Дальнейшее охлаждение проводитсяна воздухе.

В интервале 680-700 С происходит распад аустенита на феррит и карбиды. Выдержка в течение 1,5-2,0 ч обеспечивает коагуляцию карбидов, т.е. получение структуры зернистого перлита, а начальное охлажцение со скоростью 20о

30 С/ч обеспевает полное протекание диффузионных процессов и снижение твердостч ВХЧ,цо HRC 29. Обрабатываемость образцов из ВХЧ изучали при точении на токарно-винторезном станке

16К20. За критерий обрабатываемости был принят периоц стойкости резцов ВК6.

Результаты эксперимента приведены в табл. l, Как видно из данных - бл. 1, ВХЧ начинает удовлетворительно обрабатываться после отжига при температуре не менее 1150 C. При этом нижняя граница температуры отпуска равна 680 С, а скорость охлаждения от этой температуры не должна превышать 30 С/ч.

Верхней границей температуры отжига о следует считать 1200 С, так как дальнейший. рост температуры сопровождается интенсивным окислением образцов.

Увеличение температуры отпуска выше о

700 С также следует считать нецелесообразным, так как твердость ВХЧ возрастает, что сопровождается ухудшением обрабатываемости. Во всех случаях оптимальная скорость охлаждения в процессе отпуска нахоцится в пределах 20-30 С/ч. Снижение скорости охO лаждения менее 20 С/ч не оказывает влияния на твердость и обрабатываемость ВХЧ.

Для восстановления прочностных характеристик образцы ВХЧ после механической обработки подвергали закалке с последующим отпуском. Режим закалки: нагрев до 1100-11500С выдержка в течение 1,5-2,0 ч, охлаждение на воздухе.

Режим отпуска: нагрев до 550 вЂ

600 С, выдержка 1,5-2,0 ч, охлаждение на воздухе. После указанной тер- мообработки образцы ВХЧ имеют следующие механические характеристики: тверцость HRC 56-64, предел прочности на растяжениеб =600-700 МПа, предел прочности на изгиб 6 =1400-1500 МПа, ударная вязкость aÄ =10-12 Дж/см . Для доказательства преимуществ предлагаемого способа перед известным проводились сравнительные испытания образцов, обработанных па предлагаемому способу и по способу-прототипу.

Результаты испытаний приведены в в табл. 2.

Анализ сравнительных данных позволяет сделать следующие выводы: про.цолжительность термообработки, обеспечивающая улучшение обрабатываемости по предлагаемому способу и по известному, одинакова (25,5 ч), обрабатываемость сверлением по предлагаемому способу в 1,5-1,6 раза вь. .ше; износостойкость закаленных образцов, полученных по предлагаемому способу, выше, пример, в 1,6 раза.

Предлагаемый способ применителен к улучшению механической обработки отливок с толщиной стенки 20-30 мм.

413146

4 с я тем, что, с целью улучшения обрабатываемости резанием, охлаждение после аустениэации осуществляют вместе с печью, а отпуск проводят при

680-700ОС и охлаждении со скоростью

20-30 Ср ч.

Таблица

Влияние режима термообработки на твердость и обрабатываемость

Режим термообработки

Tsepдость

8RC

Температура отпуска, С емпераура отга, С

Предлагаемый

0,05

40

0,06

0,08

660

0,10

0,01

0,06

0,07

30

0,07

680

0,10

20

0,10

1125

О,!2

40

0,24

0,36

25

7.00

0,65

20

0,65

46

1,05

30

1,46

720

41 1,80

41 1,80

Формула иэобретения

Способ термообработки высокохромистого чугуна, преимущественно содержащего 17-ЗОЖ хрома, включающий о аустенизацию при 1150-1200 С, охлаждение и отпуск, о т л и ч а ю щ и йСкорость охлаждения, град/ч

Период стой" кости резцов, Ч

1413146

Продолжение табл,1

Режим термообработки

Период стой"

0,65

1,92

660

1. 92

20

t 05

1,05

3,20

32

6,20

6,20

680

7,20

10

7,20

1150

41

1,80

4,45

35

6,65

700

7,20

10

7,20

40

0,65

1,92

720

1,46

42

1,46

42

1,46

3,20

4,85

660

33

5,60

6,20

Температура от" ига, С

Темпера тура от,пуска, С корость клажйеия, рад/ч

Твер.дость

HRC кости ре9цоВ, ц

14131 46

11родолжение табл.1

Способ

Режим термообработки

32

6,20

4,05

30

32.

6,20

680

7,20

20

1О

7,55

1 175

4,05

30

5,60

700

28

7,80

29

7,55

7,55

40

5,26

4,10

4,45

720

20

4,45

10

4,45

40

1,80

4,10

25

660

4,45

20

4,85

10

4,85

3,20

30

4,85 емпераура отига, С

Темйера- Скорость тура от- охлаждепуска, С ния, град/ч

Твердость

НВС

Период стой" кости резцов, ч

Продолжение табл 1

1413146

Режим термообработки

Период стой"

Способ

Температура отига, Скорость охлаждения, град/ч кости реэцов, ч

680

7,20

7,55

1О

7,55

1200

38

3,65

7;20

700

7,55

7,55

29

7,55

1,05

39

3,20

4,07

37

4, 10

4 10

36

Сильное окисление образцов

Баэовый вариант 800

10.0

1,92

Табпнда2

Зависимость обрабатынаемости и износостойкости

ВХЧ от р кимоъ термообработки.Способ термообработки, упучшаюший мехоб аботкт

Износ, Х

Обрабатынаемость сверлением, мм/об

Решим термообработки, понышаюший износостойкость ВХЧ и з 81

Способ охлакПродопкитепьТемпература аустеТемпература закалки, С

ТемпеПродопкительнизации, еС ность термооб работки ретура отпуска 4С дения

13,7 ° 1О - 1100-1 150 200-250 8,0 0,0021-0,0026

l 5, l 10е

680-200 Нредла- 1150-1200 гаемый

25,5

25,5 8,3 ° IO - — 540-560 10,0 0,003$-0,0043

9,8 10

Прото- 1160-1200

Охлакденне на воздухе (нормализация) Охлакдение с печью до

500 С (откиг) Температура от= пуска, с

Температура отпуска, С

Твердость

HRC ность термообработкн, ч