Способ термической обработки деталей из высокопрочного чугуна

 

Изобретение относится к термической обработке деталей из высокопрочного чугуна преимущественно с ферритно-перлитной структурой и может быть использовано в железнодорожной, автомобильной и тракторной пром. Цель изобретения - получение деталей с высокой твердостью и износостойкостью. Способ включает нагрев до 975-1160°С со скоростью 20-550°С/с, подстуживание на воздухе до А<SB POS="POST">с</SB><SP POS="POST">к</SP> + (15-25)°С, охлаждение водяным душем при 18-30°С, самоотпуск при 250-300°С и охлаждение на воздухе. Использование данного способа для термообработки отливок из перлитоферритного высокопрочного чугуна обеспечивает твердость 57-60 HRC и снижает износ до 0,00036-0,00043 мм. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК оду 4 с 21 D 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4185248/31-02 (22) 15.12,86 (46) 30.04 .89. Бюл. У 16 (71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С.М. Кирова (72) Ф.И. Яковлев

{53) 621.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1330187, кл. С 21 9 5/00, 9/30, 1985. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ДЕТАЛЕЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к термической обработке деталей иэ высокопрочного чугуна преимущественно с

Изобретение относится к термической обработке деталей из высокопрочного чугуна, преимущественно с ферритно-перлитной структурой, и может быть использовано в железнодорож.ной, автомобильной и тракторной промьп1оленности.

Цель изобретения — получение деталей с высокой твердостью и износост ойкостью.

Способ включает нагрев до 9751160 С со скоростью 20-550 C/ñ, подстуживание на воздухе до температуры выше А на 15-250 С, охлаждение водяС о ныи душем при 18-30 С, самоотпуск при 250-300 С, охлаждение на воздухе.

Выбор скорости нагрева в пределах

20-550 С/с обусловлен необходимостью получения разной глубины закаленного слоя (от 2 ооо 5 мм). Закалка деталей

„„SU„„1475935 A i

1 ферритно-перлитной структурой и может быть использовано в железнодорожной, автомобильной и тракторной промышленности. Цель изобретения — получение деталей с высокой твердостью и износостойкостью. Способ включает нагрев до 975-1160 С со скоростью

20-550 С/с, подстуяывание на воздухе до А 15-25 С, охлаждение водяным душем при 18-30 С, самоотпуск при 250-300 С и охлаждение на воздухе. Использование данного способа для термообработки отливок из перлитно-ферритного высокопрочного чугуна обеспечивает твердость 57-60 HRC u с нижа ет износ до О, 00036-0, 00043 мм.

1 табл.

Ю с 975 С при скорости нагрева 20 С/с позволяет получить глубину закален- >,„ ного слоя 4,5-5,0 мм. Нагрев с мень- р шими скоростями сопровождается пере» гревом чугуна, что приводит в процессе закалки к образованию крупноигольчатого мартенсита, Обладающего боль- © шой хрупкостью и меньшей твердостью, © причем появляется опасность появления трещин. Скорость нагрева 550 С/с о до 1160 С выбрана с учетом получения глубины закаленного слоя в пределах

2,0-2,5 мм. HarpeB с большими скоростями до 1160 С не обеспечивает завершения обогащенных кремнием участков феррита в аустенит; .Выбор температуры закалки в пределах 975-1160 С обоснован необходимостью получения мелкозернистого аустенита при нагреве деталей из феррит14 75935 но-перлитного чугуна, в структуре которого содержание феррита изменяется в широких пределах, а именно от

2 до 50 . Температура 975 С выбрана с учетом обеспечения завершения обо5 гащенных кремнием участков феррита в аустенит при скорости нагрева

20 С/с. При меньшей температуре эти участки феррита не превращаются в аустенит. Нагрев со скоростью

550 С/с до 1160 С обеспечивает завершение высококремнистых участков феррита в аустенит. Повышение температуры закалки выше 1160 С связано с оплавлением матрицы и с большим перегревом. Поэтому в результате закалки образуется крупноигольчатый мартенсит и ледебурит, Операция подстуживания на воздухе с температуры закалки до температуры выше А на 15-25 С обеспечивает сус щественное снижение степени неодно" родности аустенита (мартенсита) по концентрации кремния, что позволяет увеличить содержание углерода в участках аустенита, образовавшихся в последнюю очередь при достижении ,температуры закалки, за счет растворения графита. При дальнейшем

30 снижении температуры закалки происходит обеднение аустенита углеродом и выделение феррита.

Выполнение способа осуществляется в следующей последовательности.

Предварительно механически обработанная отливка устанавливается в индуктор-спрейер закалочного станка и закрепляется в центрах. Затем включается нагрев детали нажатием кнопки

"Пуск". Длительность нагрева до температуры 975-1160 С при скоростях нагрева 20-550 С/с контролируется с помощью реле времени. По достижении температуры закалки нагрев автомати" чески отключается и происходит под45 стуживание детали с охлаждением на воздухе, причем отливка из индуктора-спрейера не вынимается. Время подk стуживания до температуры выше А на 15-25 С контролируется с помощью 50 реле времени. При достижении температуры выше А," на 15-25 С реле времени включает охлаждение водяным душем, а при достижении температуры самоотпуска 250-300 С охлаждение прерывает ся, отли вк а вынима ет ся и з и ндуктора-спрейера и подвергается самоотпуску с охлаждением на воздухе. После самоотпуска отливки подвергаются окончательной механической. обработке.

Пример. Проводилась термическая обработка образцов, изготовленных из ферритно-перлитного чугуна (феррита до 35j), Состав чугуна, мас.7.:

С 3,2-3,8, Si 1,9-2, 7; Мп 0,4-0,8, Ng 0,04-0,06, P до 0,1, $ 0,02 Cr

0,1; железо остальное.

Результаты испытаний сведены в таблицу.

Использование предлагаемого способа термической обработки отливок из ферритно-перлитного чугуна обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: возможность получения высокой твердости и износостойкости деталей из ферритно-перлитного чугуна, что значительно повышает их надежность и долговечность, возможность получения необходимой глубины закаленного слоя, что позволяет осуществлять требуемое число перешлифовок деталей на ремонтный размер с обеспечением высокой твердости, что особенно важно для автомобильной и тракторной промышленности.

Формула и з о бр ет ения

Способ термической обработки деталей из высокопрочного чугуна преимущественно с ферритно-перлитной структурой, включающий индукционный нагрев до эакалочных температур,ох- лаждение водяным душем, самоотпуск и охлаждение на воздухе, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью получения деталей с высокой твердостью и износостойкостью, после нагрева до эакалочных температур осуществляют подстуживание на воздухе до А, 15-25 С.

14 75935

Игольчатость мартенсита

Глубина за кал ен ног о

Способ слоя

Предлагаемый

15 Выше А, 4,7-5,2

250

Иелкоигольчатый

975

20

550

250

1160

Безыгольчатый

25 Выше А 2,0-2,5

550

250

i1б0

Составитель Т. Бердышевская

Редактор N. Недолуженко, Техред Л.Олийнык Корректор Л. Пилипенко

Заказ 21 23/23 Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Темп ература закалки, С

Скорость нагрева, С/с

Температура самоотпуска, С

Температура подстуживао ния, С

25 Выше А, 4,3-4,9

15 Выше А, 2,2-2,8