Способ термомеханической обработки металлических изделий

 

Изобретение относится к деформа ционно-термической обработке стали и может быть использовано в кузнечных , кузнечно -прессовых и кузнечно термических цехах металлургических и машиностроительных заводов при производстве изделий, предназначенных для перемещения проволоки, прутков и др. Цель изобретения - увеличение срока службы изделия путем повышения износостойкости и увеличение производительности процесса обработки. Сущность изобретения заключается в том, что нагревание AC.J совмещают с насыщением поверхности заготовок на глубину 1-1,5 мм до содержания углерода на поверхности 0,9-1,1%, горячую дробную деформацию производят с длительностью цикла удар + пауза 2-3 с, после горячей деформации осуществляют ускоренное охлаждение до 660-680 0 с вьщержкой не более 0,5 ч, затем нагревают до температуры Асз + + (30-50) С, закаливают и производят низкий отпуск. 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ио 4 С 21 П 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4224565/31-02 (22) 17.02.87 (46) 30.08.88. Бюл.11р 32 (7l) Донецкий политехнический институт (72) В.И.Алимов, В.Ф.Запорожченко, А.П. Штыхно, Е.С.Подскребалина и С.В.Петрущак (53) 621.785.79(088.8) (56) Термическая обработка в машиностроении. М.: Машиностроение, 1980, с.625.-632.

Авторское свидетельство СССР

В 548636, кл. С 21 D 8/00, 1975. (54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛЮ (57) Изобретение относится к деформа. ционно-термической обработке стали и может быть использовано в кузнечных, кузнечно-прессовых и кузнечно-

„„SU„,, 1420040 А1 термических цехах металлургических и машиностроительных заводов при производстве изделий, прецназначенных для перемещения проволоки, прутков и др. Цель изобретения — увеличение срока службы изделия путем повышения износостойкости и увеличение производительности процесса обработки.

Сущность изобретения заключается в том, что нагревание Асэ совмещают с насыщением поверхности заготовок на глубину 1-1 5 мм до содержания углерода на поверхности 0,9-1,17., горячую дробную деформацию производят с длительностью цикла удар + пауза

2-3 с, после горячей деформации осу- а ществляют ускоренное охлаждение до

660-680 С с выдержкой не более 0,5 ч, затем нагревают до температуры Acg + (30-50) С, закаливают и производят низкий отпуск. 1 табл.

1420040

Изобретение относится к деформационно-термической обработке стали и может быть использовано в кузнечных, кузнечно-прессовых и кузнечно-терми5 ческих цехах металлургических и машиностроительных заводов при производстве изделий, предназначенных для перемещения проволоки, прутков и др.

Цель изобретения - увеличение сро- 10 ка службы иэделия путем повышения износостойкости и повышение производительности процесса обработки.

Согласно предлагаемому способу изготовления изделий, включающему отрезку заготовки, нагрев для аустенизации, горячую пластическую деформацию, предварительную и окончательную термообработку, нагрев под пластическую деформацию совмещают с на20 сыщением поверхности заготовки на глубину 1,0-1,5 мм до содержания уг1 лерода на поверхности 0,9-1,1 ., горя=: чую деформацию для формообразования готового изделия производят с дли- 25 тельностью цикла удар + пауза 2-3 с, после горячей деформации осуществляв ют ускоренное охлаждение до 660-680 С с выдержкой не более 0,5 ч затем нагревают до Ас + {30-50) С, закали-30 вают и производят низкий отпуск.

Способ изготовления изделий осуществляют следующим образом.

Отрезают заготовки заданных размеров иэ среднеуглеродистой конструк-ционной стали, нагревают в цементационной печи до 920-930 С, выдерживают в. печи до насыщения поверхности 0,91,1% С на глубину 1-1,5 мм, затем производят горячую пластическую дефор-4 мацию с длительностью цикла удар +

+ пауза 2-3 с с суммарным обжатием 5080, ускоренно охлаждают до 660-680 С с выдержкой при этой тем пературе не более 0,5 ч, затем нагревают до Ас + о

+ (30-50) С, закаливают и производят низкий отпуск. Вследствие нагрева под, пластическую деформацию с насыщением ° поверхности заготовки углеродом не происходит обезуглероживания поверхности заготовки. Кроме того, горя. чая деформация интенсифицирует диффузию углерода в стали. Это усиливается с повышением степени деформации, что реализуется в увеличении глубины науглероженного поверхностного слоя

55 после деформации. При дальнейшем ускоренном охлаждении с деформационного нагрева значительно повышаются тверРость и износостойкость поверхности изделия и сохраняется вязкая сердцевина, что дает воэможность обрабатывать ее мехаИИчески без проведения дополнительной термообработки. Следовательно, снижаются трудозатраты, себестоимость изделия и экономится электроэнергия.

Пример. Для осуществления способа изготовления изделий из сред" неуглеродистой конструкционной стали предназначенной для перемещения длинномерных изделий, а именно роликов для подачи сварочной проволоки на автоматах А-1 505 для сварки магистральных труб большого диаметра, взяли прокат длиной 200 мм и диаметром

30 мм из стали 45 с содержанием углерода 0,44 и содержанием остальных элементов, соответствующих марочному.

Этот отрезок проточили на токарном станке до диаметра 25 мм для удаления наружного окисленного и обезуглероженного слоя. Затем его порезали на заготовки роликов диаметром 25 им и высотой 25 мм. Заготовки нагрели в камерной печи типа СН3-6.12.4/10 с науглероживающей атмосферой до 920«

930 С и вьдерживалиг до получения

0,8-1,2 С на глубине О, 9-1,7 мм, После этого непосредственно с температуры насыщения заготовки переносили для горячей деформации в специально сконструированном штампе с насечкой для получения готовых роликов на молот марки ФА с энергией удара

20 кН. Горячую пластическую деформацию проводили за 3 удара. При этом длительность цикла удар + пауза составила 2-3 с, общая степень деформации

70%. Готовые отштампованные ролики: имели размеры: толщина 8 мм, наружный диаметр 45 мм. После последнего удара отштампованные ролики пересаживали в соляную печь-ванну с темпеi ратурой 660-680 С и выдерживали при ней 25-30 мин. Затем их пересаживали в другую печь-ванну с температурой

800-820 С, выдерживали в течение времени соответственно расчету 20 с/мм, закалггвали в соленой воде и отпускали о в камерной печи при 200-210 С в течение 1 ч. После этой обработки твердость поверхности составляла 5961 HRC, а сердцевины - 37-42 HRC., Эксплуатационную стойкость определяли в: натурных условиях непосред» ственно на сварочных автоматах А-1505

1420040 для сварки внутренних и наружных рабочих швов магистральных труб диаметром 1420 мм. Ролики эксплуатировали до их износа на глубину 0,5 мм, так

5 как при превышении этой величины подача проволоки без нарушения режима сварки становится невозможной. Стойкость оценивали по времени работы.

Она составила 175?-2088 ч.

Для сравнения изготовили ролики по способу термомеханической обработки сталей и сплавов, принятому в качестве прототипа. Взяли заготовки иэ стали 45 диаметром 25 мм и высотой 15

25 мм. Нагрели их в камерной печи типа СНЗ-6.12.4/10 в течение 30 мин до 950 С. Затем осуществили дробную пластическую деформацию с регламентируемой междеформационной паузой 11-13 с 20 и общей. . степенью деформации 707. за 3 удара. После этого выдержали

5 с и закалили в воде на мартенсит.

Получили заготовки для изготовления роликов подающих. В связи с тем, . 25 что нагрев заготовок по прототипу производится без защиты поверхности, то получить сразу готовое иэделие с качественной поверхностью невозможно.

П у», „y„„„ «

II M TP H PD HH p* * так товых оликов

Способ

Цикл o6pa" ботки> мин лгость, Ц

Предлагаемый

0,9 2,0 660 20 800

l,0 2,5 670 25 810

1,1 3,0 680 30 820 с

I,Ü

2040 2,45iIO 7,86

2088 2,39ч10 8,14

2064 2,42 «10 8,57

1,2

I 5

168, 2 96 м10 30 9

Прототип а

50 .Ф стали, включающий нагрев выше Ac3, горячую дробную пластическую деформа цию с заданной длительностью цикла, охлаждение, отличающийся

55 тем, что, с целью увеличения срока службы изделия путем повышения износостойкости и повышения производительности процесса обработки, одновременно с нагревом ведут насыщение

Ролики, обработанные предлагаемым способом, обладают более высокими долговечностью и износостойкостью..

Формула изобретения

Способ термомеханической обработки металлических изделий, преимущественно роликов из среднеуглеродистой

Следовательно, полученные заготовки необходимо подвергать механической обработке для удаления обезуглероженного окисленного слоя, глубина которого составляет 0,9-1,1 мм.

Изделия, закаленные на мартенсит, механической обработке резанием практически не подвергаются, так как для этого необходим инструмент, намного превышающий прочность и твердость обрабатываемого материала. Такую обработку в данных условиях поточного производства использовать нерационально. Поэтому необходимо применить умяг чающую обработку, которая ведет к дополнительным энергозатратам, расходу металла.

Затем вытачивали на токарном станке подающие ролики. После получения готовых изделий производили термическую обработку, заключающуюся в закалке на мартенсит и отпуске при 200 С о для придания изделиям прочностных свойств. Производственные испытания производили так же, как и для. предлагаемого способа.

Полученные результаты сведены в таблицу.

1420040

Составитель A.Êóëåèèí

Редактор Т.Лазоренко Техред М.Ходанич Корректор Л.11илипенко

Заказ 4292/26 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул„ Проектная, 4 поверхности изделия углеродом до концентрации 0,9-1,17 на глубину 1,01,5 мм, длительность цикла задают

2-3 с, после горячей деформации осуществляют охлаждение в соляной ванне- печи до 660-680 С с выдержкой в ней не более 0,5 ч, затем нагревают до

Ас + (30-50 С) путем помещения иэде9 лия в другую ванну-печь, а после закалки проводят низкий отпуск.