Способ отжига чугунных отливок

 

Изобретение относится к области термообработки чугунных деталей, к которым предъявляются повышенные требования по размерам и форме. Цель изобретения - снижение остаточных напряжений при минимальном падении твердости и повышение производительности процесса. Отливки нагревают в печи со скоростью 300 - 400°С/ч до 650 - 700°С и выдерживают в течение 60 - 5 мин соответственно, охлаждают в печи с выключенным подогревом до 450°С, а дальнейшее охлаждение ведут на воздухе. В результате сохранившиеся остаточные напряжения составляют 0 - 8,5%, а время обработки 6 ч. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (?9) (? И (51)5 С 21 ?? З/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH П(НТ СССР (21) 4305061/31-02 (22) 09.07.87 (46) 30.03.90. Бюп. - 12 (71) Ижевский механический институт (72) Г.К . Кузьмин и В.А. Зинченко (53) 621.785.375(088.8) (56) Справочник по чугунному литью./

/Под ред. Н.Г. Гиршовича. Л.: Иашиностроение, 1978, с. 669-670. .(54) СПОСОБ ОТИИГА ЧУГУННЫХ ОТЛИВОК

-(57) Способ относится к термообработке чугунных деталей, к которым предьявляются повьппенные требования по разИзобретение относится к термообработке чугунных деталей, к которым предъявляются повьппенные требования по размерам и форме. Цель изобретения — снижение остаточных напряжений при минимальном падении твердости и повьппение производительности труда.

В предлагаемом способе отливки нагревают со скоростью 300-400 С/ч до 630-700 С, выдерживают соответственно 60-5 мин.

Экспериментально установлено, что при субкритических температурах, т.е. близких к началу й(вЂ, g -превращения, остаточные напряжения снимаются за очень короткое время выдержки, а заметное снижение механических свойств начинается при более больших временах выдержки. Небольшое повышение температуры отжига влияет на степень сни-; жения остаточных:напряжений значительно эффективнее,чем увеличение продол2 мерам и форме. Цель изобретения снижение остаточных напряжений при минимальном падении твердости и повышение производительности процесса.

Отливки нагревают в печи со скоростью

300-400 С/ч до 650-700 С и выдерживают в течение 60-5 мин соответственно, охлаждают в печи с выключенным по.догревом до 450 С а дальнейшее охлаждение ведут на воздухе. В результате сохра1п вшиеся остаточные напряжения составляют 0-8,5Х, а время обработки 6 ч. 2 табл. жительности выдержки при данной температуре. С:

Экспериментами установлено,что при нагреве отливок до 700 С, времени выдержки 5 мин и последующем охлаждении в печи остаточные напряжения снимаются полностью. Таким образом, в нагреве вьппе 700 С нет необходимости. При таком режиме наблюдается значительное падение твердости. При исходной твердости 210-260 НВ для различных марок чугуна возможно падение твердости до

35 НВ. Поэтому указанный режим отжига с гарантированным сохранением требуе,мой твердости можно применять для от,ëèâîê, твердость которых перед отжигом выше требуемой на 35 НВ и более.

Для большинства видов отливок твер- в

1 дость йе регламентируется.

??од минимально допустимой твеРдо.стью понимается нижний предел твердости, который регламентируется для некоторых видов отливок. Например,для

1553563 корпусных деталей станков, имеющих направляющие, работаюцие на износ, нижний предел твердости, в зависимости от массы отливок и толщины направляющих, установлен 170-180 НВ.

При температуре отжига 650; С и времени выдержки 1 ч происходит снижение твердости, не превышающее 15 НВ.

Такое же снижение твердости наблюдает 0 ся при температуре отжига 680 С и вре"

1 мени выдержки 20 мин. Остаточные напряжения при последних двух режимах сохраняются менее 52 от первоначального уровня. Следовательно, нагрев до

650-680ОС с выдержкой соответственно

60-20 мин можно применять для отливок, твердость которых перед отжигом вьппе требуемой на 15 НВ и более.

При более низких температурах отжига сохраняются значительные (более

107) остаточные напряжения. Эксперименты также показывают., что при охлаждении на воздухе вне печи с 450 С новые остаточные напряжения не форин- 25 руются,,но температурные напряжения, возникающие при этом, способствуют упрочнению металлической матрицы чугуна и уменьшению последуюцего коробления от воздействия внешних напряжений.

Скорость нагрева в 300-400пС/ч необходима для повьппения производитель-. ности печи и является наиболее оптимальной при осуществлении предлагаемого способа, она легко осуществляет- > ся в газовых печах. Скорости нагрева вьппе 400 С/ч нежелательны, так как большие температурные перепады, возникающие при таком нагреве в массивных отливках, имеющих стенки разной толщины, остаются значительными к концу нагрева (к началу охлаждения), что обуславливает неполное (неравномерное по всему объему отливки) снятие остаточных напряжений.

Результаты экспериментов сведены в табл. 1 и 2.

П р -и м е р. Чугунные отливки для столов фрезерного ставка массой

600 кг, размерами 1500х450х150 мм загружали в. газовую печь в количестве

18 шт. Температуру отливок контролировали с помоцью хромель-алюмелевых термопар. Путем регулирования подачи газа детали в течение 2 нагрели до

680 С и выдержали при этой температуре 20 мин. После чего, выключив подогрев, детали охлаждали в печи до

450 С, дальнейшее охлаждение проводили на поду вне.печи. Время термообработки составило 6 ч. Твердость отливок до отжига находилась в пределах

195-210 НВ, после отжига — в пределах

185-198 НВ. . Технико-экономическое преимуцество предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается в следующем: уменьшается время отжига (примерно в

4 раза), т.е. повьппается производительпость печи, уменьшаются энергетические затраты, увеличивается производительность труда при шлифовании, повьппается качество (точность размеров) детали, исключается операция шабрения и отпадает необходимость в предварительной механической обработке до отжига, что обеспечивает непрерывность цикла механической обработки и сокращаются межцеховые перевозки.

Формула изобретения

Способ от кига чугунных отливок, включаюций нагрев, выдержку, охлаждение с печью, затем на воздухе, о т— л и ч .а ю ц и и с я тем, что, с целью снижения остаточных напряжений при минимальном падении твердости и повьппения производительности процесса, нагрев ведут со скоростью 300400 С в 1 ч до 650-700 С, выдержку осуцествляют в течение 60-5 мин соответственно, а охлаждение с печью проводят до 450 С.

1553563

Таблица 1

Влияние температуры отжига и времени выдержки при этой температуре на .величину остаточных напряжений и на твердость образцов из чугуна

СЧ 25 (скорость нагрева в печи 400 C/ч, охлаждение в печи до 450 С, дальнейшее охлаждение на воздухе) Остаточ- ОстаточВремя выдержки

Процент сохранившихся остаточ-, Температура отжига, С

ПонижеТвердость,НВ ные напряжения посные напние до отжига твердости НВ после отжига ряжения до отжига,МН ных напряжений ле отжига, МН

550

650

700

Та блица 2

Ж сохранившихся

Темпера.- Время тура от- выдержжига, С ки

Твердость, НВ

ОстаточПониже ни е твердости

Остаточное напряжение после отжига, МН до от- гГосле жига отжиг а остаточных напряжений

5 мин 224

20 мин 220

1 ч 215

196

206

205

28

14

160

3,5

2 7

650

П р и м е ч а н и е. Скорость нагрева 300 С/ч.

Составитель Т. Бердышевская

Техред А.Кравчук Корректор H. Ренская

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 437 Тираж 497 йодписное

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

2 ч

4 ч

20 мин

30 мин

60 мин

5 мин

30 мин

229

228

229

217

229

207

229 0 110

230 5 120

216 12 170

217 12 200

207 10 140

212 17 170

173 34 190 ное напряжение до отжига, ИН

58

48

17

0

52

2,9

8,5

2,8