Способ термической обработки изделий из серого чугуна
Изобретение относится к термической обработке деталей из перлитоферритного серого чугуна (феррита до 35%) и может быть использовано в тракторной и автомобильной промышленности при обработке преимущественно втулок цилиндров. Цель изобретения - получение высокой твердости, износостойкости и большой переходной зоны закаленного слоя. Способ термообработки включает нагрев до 1050-1075°С при скорости 250-275°С/с, подстуживание в течение 2-3 с, закалку водяным душем при 18-30°С, электроотпуск при 250-275°С в течение 20 с на каждые 3 мм общей глубины закаленного слоя, охлаждение на воздухе. Термообработка деталей данным способом позволяет повысить их эксплуатационные свойства. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (Я) 4 С 21 D 5/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (21) 4185419/31-02 (22) 15. 12 .86 (46) 07 05 89 ° Бюл. 9 17 (71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им.С.М,Кирова (72) Ф.И,Яковлев (53) 62 1.785,79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1330187, кл, С 21 D 5/00, С 21 D 9/30, 10.11.85. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ИЗДЕЛИЙ ИЗ СЕРОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к термической обработке деталей из перлитоферритного серого чугуна (феррита до
Изобретение относится к термической обработке деталей из перлитоферритного серого чугуна (феррита до
35%) и может быть использовано в тракторной и автомобильной промышленности при обработке преимущественно втулок цилиндров.
Целью изобретения является получение высокой твердости, износостойкости и большой переходной зоны закаленного слоя.
Способ включает. нагрев до 10501075 С при скорости 250-2750С/с, подстуживание в течение 2-3 с, закалку водяным душем при 18-30 С, выдержку при температуре электроотпуска 250-275 С в течение 20 с на
ÄÄSUÄÄ 1477750 А1
35%) и может быть пспользовано в тракторной и автомобильной промышленности при обработке преимущественно втулок цилиндров. Цель изобретения получение высокой твердости, износостойкости и большой переходной эоны закаленного слоя. Способ термообработки включает нагрев до 1050-1075 С при скорости 250-275 С/с, подстужива" ние в течение 2-3 с, закалку водяным душем при 18-30 С> электроотпуск при
250-275 С в течение 20 с на каждые
3 мм общей глубины закаленного слоя, охлаждение на воздухе, Термообработка деталей данным способом позволяет повысить их эксплуатационные свойства ° 1 табл ° каждые 3 мм общей глубины закаленного слоя, охлаждение на воздухе.
Выбор температуры закалки 1050- Ц
1075 С при скоростях нагрева 250275 С/с обусловлен необходимостью @Д завершения превращения высококремнистых участков феррита, расположенных в местах ликвации кремния, в аустенит. При меньших температурах эти участки не превращаются в аустенит, а при больших температурах, чем
1075 С, происходит быстрый рост зерна аустенита ° .
Выбор скоростейнагрева впределах
250-275 С/с обусловлен необходимостью получения мелкозернистого аустенита при смещении завершения превра1477750 щения до 1050-1075 С, тем самым, создать условия для подстуживанил с охлаждением на воздухе до температур, к лежащих выше А . При меньших скоростях нагрева снижается температура конца превращения, что исключает воэможность подстуживания, а при больших невозможно получить мелкозернистую структуру аустенита, 10
При длительности подстуживания обеспечивается возможность насыщения аустенита углеродом за счет растворения графита и получение мелкозернистой структуры аустенита, а при закалке — мелкоигольчатого мартенсита, имеющего высокую твердость.
С уменьшением времени подстуживания (меньше 1,5 с) в аустените снижается содержание углерода и в результате закалки образуется малоуглеродистый
;мартенсит, обладающий низкой твер достью. С увеличением времени подстуживания (больше 2 с) в связи с
1 ,большой скоростью роста зерна аусте- 25 нита образуется крупнозернистый аустенит, а при закалке — крупноигольчатый мартенсит, который имеет низ(кую твердость.
Время выдержки при электроотпуске в течение 20 с на кажпые 3 мм общей глубины закаленного слоя обусловлено необходимостью достаточного снижения остаточных направлений растяжения без существенного снижения твердости закаленного слоя, При меньших значениях выдержки незначительно уменьшаются остаточные напряжения, что может привести к образованию трещин
40 в условиях эксплуатации, а с увеличением резко снижается твердость закаленного слоя из-за распада малоуглеродистого мартенсита в троостит.
Выбор температуры электроотпуска обоснован необходимостью получения высокой однородной твердости. При меньших температурах диффузия углерода и особенно кремния протекает с весьма малой скоростью, что требует большой выдержки для уменьшения
50 значения напряжений, а при больших завершается превращение высокоуглеродистого мартенсита в малоуглеродистый и малоуглеродистый аустенит обедняет"я углеродом, что существенно снижает 55 твердость.
Порядок осуществления, способа заключается в следующем.
Предварительно механически обработанные отливки устанавливаются в индуктор-спрейер и закрепляется в центрах эакалочного станка. Нажатием на кнопку "Пуск" включают нагрев, длительность которого контролируют автоматически с помощью реле времени.
При достижении температуры закалки
1050-1075 С реле времени отключают нагрев и происходит подстуживание на воздухе в течение 2-3 с, причем отливки не вынимаются из индуктора. По окончании времени подстуживания реле времени включает охлаждение водяным душем при 18-30 С, а по истечении времени охлаждения отливки вынимаются из индуктора и у-.танавливаются в ярмо трансформатора, который установлен на станке полуавтомата. Нажимают кнопку "Пуски и производят нагрев током промышленной частоты до температуры электроотпуска 250-275 С.
При достижении температуры самоот" пуска нагрев отключается с помощью электропотенциометра и осушествляется выдержка при этой температуре.
Постоянство температуры электроотпуска поддерживается автоматически с помощью электропотенциометра, а длительность выдержки контролирует реле времени. По окончании выдержки (20 с на каждые 3 мм общей глубины закаленного слоя) реле времени выключает станок-полуавтомат, отливки снимаются и охлаждаются на воздухе, затем подвергаются окончательной механической обработке.
В производственных условиях глуби. ну закаленного слоя контролируют по значению расстояния от поверхности детали до зоны, в структуре которой содержится 507 мартенсита.
Пример. Проводят термическую обработку деталей, изготовленных из серого чугуна состава, мас.7:
С 3,3-3,5; Si 1,4-2,2; Мп 0,7-1,0;
P 0,2; $ 0,15; железо (феррита 30X) остальное.
Нагрев под закалку осуществляют током частотой 8000 Гц со скоростью
250-275 С/с, что н среднем соответствует мощности 1,38-1,41 кВт/см ..
Результаты измерения твердости и испытаний на износ приведены в таблице.
1477750 сравнении с известным, а также величину переходной зоны, с увеличением которой максимальное значение растягивающих напряжений удаляется от покорость агрева, С/с
Время подстукивания, с
Обшая глубина закаленного слоя, ммтемпература закалки, С нос мм верд емпература лектро
4 отпуска, С
ыдеркка с о сам тпуск акаленного переходной слоя зоны
250 2
250 3,3
275 3
275
1050 .1075
$,8
3,2
2,7
58
58
56
56 0,006
З,2
3,5 з,з
Составитель Т. Бердышевская
Редактор Н. Гунько Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар
Заказ 2316/25 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
Предлагаемый способ позволяет получить более высокую твердость и увеличивает износостойкость деталей в верхности закаленного слоя и, тем самым, устраняется возможность образо- 10
1 вания трещин или скола закаленного слоя в условиях эксплуатации. Этот эффект увеличивает надежность работы деталей.
Формула изобретения
Способ термической обработки изделий из серого чугуна преимущественно с содержанием феррита до 352, включающий индукционный нагрев до закалочных температур, охлаждение водяным душем и отпуск, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения твердости, износостойкости, после нагрева до закалочных температур осуществляют подстуживание на воздухе в течение 2-3 с, а отпуск проводят в течение 20 с на каждые 3 мм общей глубины закаленного слоя.
