Способ термической обработки заготовок
Изобретение относится к металлургии, конкретно к способам термической обработки заготовок из конструкционных сталей после горячей деформации. Цель изобретения - улучшение обрабатываемости резанием и повышение чистоты поверхности. Способ включает аустенизацию, горячую деформацию, повторную аустенитизацию, охлаждение до температуры начала образования перлита со скоростью 70-100°С/мин, затем до 400°С со скоростью 5-15°С/мин, окончательное охлаждение и отпуск при температуре на 120-150°С ниже температуры минимальной устойчивости аустенита. Способ позволяет повысить обрабатываемость при точении и сверлении и существенно улучшить качество поверхности. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (49> Ш4 щ)5 С 21 Р 1/78
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТ0РСНОМУ СВИДЕ 7ЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4651301/27-02 (22) 14.02.89 (46) 30,12.90. Бюл. В 48 (72) В.A.Òåëüäåêoâ, Г.В.Изотов, P.Â.Ðóëåâà, А.И.Курченко и Н.П.Черемушников (53) 621.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
44 603677, кл. С 21 D 1/78, 1978.
Термическая обработка в машиностроении. Справочник поц ред. Ю.N,Ëàxтина, A.Ã.Ðàõøòàäòà. H.: Машиностроение, .1980, с.203 — 204. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к металлургии, конкретно к способам термиИзобретение относится. к металлургии, а именно к способам термической обработки заготовок из конструкционных сталей после горячей пластической деформации для улучшения обрабатываемости резанием.
Цель изобретения — улучшение обрабатываемости резанием и повышение чистоты обработанной поверхности, Заготовки для деталей типа шестерен из стали 18ХГН2МФБ нагревают в
2-камерной щелевой газовой печи до
1100 — 1200 С, а затем штампуют.
II p и м е р 1. По завершении горячей пЛастической деформации заготовок (температура конца штамповки
930 — 950 С) проводят охлаждение их в камере охлаждения с различной скоростью подачи воздуха.сначала уско2 ческой обработки заготовок из конст рукционных сталей посла горяМей деформации. Цель изобретения — улучшение обрабатываемости резанием и повышение чистоты поверхности. Способ включает аустенитизацию, горячую деформацию, повторную аустенитиэацию, охлаждение до температуры начала образования перлита со скоростью 70—
100 С/мин, затем до 400 С со скоростью 5 — 15 С/мин, окончательное охлаждение и отпуск при температуре на 120 — 150 С ниже температуры минимальной устойчивости аустенита.
Способ позволяет повысить обрабатываемость при точении H сверлении H существенно улучшить качество поверхности. 1 з.п.A-лы, .2 табл. ренно со скоростями 35, 70, 85, 100 и 125 C/ìèí до температуры начала образования перлита, затем медленно со скоростями 2, 5, 10 15 и 25 С/мин до 400ОС и далее на воздухе. После этого проводят отпуск при температурах 450, 500, 515, 530 и 600 0/èèí в течение 2 ч.
Пример 2. По завершении горячей пластической деформации заготовки охлаждают на воздухе в контейнере до комнатной температуры. Затем заготовки повторно нагревают в камерной печи типа СНО до температуры аустенитизации (930 — 950 С) и подвергают охлаждению и отпуску по режиму, i приведенному в примере 1.
Целесообразность предлагаемых пределов изменения технологических параметров поясняется следующим.
1617011
При охлаждении от температуры аустенитизации со скоростями ниже
70 С/мин не обеспечивается подавление диффузионных процессов, что приводит к перераспределению углерода и образованию мало- и высокоуглеродистых эон и формированию структурной полосчатости.
Увеличение скоростей охлаждения о более 100 С/мин приводит к выходу из области выделения структурно сВо бодного феррита и образованию структур бейнита или мартенсита с очень высокой твердостью. 15
Проведение ускоренного охлаждения до температуры, превышающей температуру начала образования перлита, не обеспечивает подавления диффузионного перераспределения элементов и 20 приводит к формированию полосчатости и ухудшению стружкообразования и чистоты обработанной поверхности.
Проведение ускоренного охлаждения до температуры ниже начала образова- .25 ния перлита приводит к попаданию в область бейнитного превращения, а следовательно, увеличению твердости и ухудшению обрабатываемости.
Увеличение скорости охлаждения более 15 С/мин в области образования перлита приводит к образованию большего количества бейнитной составляющей и к повышению твердости, а следовательно, к ухудшению обрабатывае35 мости резанием.
Уменьшение скорости охлаждения ниже 5 С/мин нецелесообразно из-за о увеличения длительности термообработки, а при очень малых скоростях охлаждения создаются условия, аналогичные изотермической выдержке, что приводит к формированию структурной полосчатости.
Увеличение температуры отпуска до температуры выше предлагаемых пределов приводит к .значительному увеличению вязкости стали, формированию полосчатости и ухудшению обрабатываемости и чистоты обработанной поверхности.
Снижение температуры отпуска до температуры ниже предлагаемых пределов не обеспечивает достаточного разупрочнения стали.
Для сопоставления проводят термическую обработку по предлагаемому и известному способам, режимы и параметры которых приведены в табл.1.
Микроструктуру определяют на микроскопе ММР-2Р по микрошлифам после травления в 47.-ном спиртовом растворе азотной кислоты. 1 икротвердость испытывают на приборе ПМТ-3 при нагрузке 50 r. Полосчатость оценивают в соответствии с ГОСТ 5640-68.
Обрабатываемость резанием оценивают по величине износа инструмента на операциях точения и сверления.
Заготовки обтачивают на токарно-винторезном станке 1М63 с бесступенча- . тым регулированием скорости резания с установкой следующих режимов резания: глубина резания 1,5 мм; подача
0,3 мм/об; скорость резания 100 м/мин.
Материал твердосплавных пластинок—
Т5К10. Сверление осуществляют на вертикально-сверлильном станке 2Н 135 с охлаждением сульфофреэолом; материал сверла — Р6М5; диаметр. сверла 25 мм, подача 0,35 мм/об; скорость резания 15 м/мин.
Оценку обрабатываемости проводят по времени обработки до достижения износа резца 1,2 мм и износа сверла
0,3 мм.
Чистоту поверхности оценивают после проведения чистовой токарной обработки резцом марки Т15К6 на токарно-винторезном станке 1М63. Режимы резания: подача О, 15 мм/об; глуби-. на резания 0,5 мм; скорость резания
0 5 мм; скорость резания 150 м/мин.
Параметры режущей части резца: =
10; ф„= б; (= 60; Ц,= 45
1 мм..
Данные металлографического анализа, оценки обрабатываамости резанием и чистоты обработанной поверхности приведены в табл.2.
Как видно из данных табл.2, опыты
2 — 4, соответствующие оптимальным параметрам режима, в примерах 1 и 2 обеспечивают получение удовлетворительной обрабатываемости резанием.
Так, время до заданного износа инструмента — 1,2 мм при точении и
0,3 мм при сверлении — составляет
47 - 52 мин и 44 — 48 мин соответственно. Это в 2 — 3 раза больше, чем при обработке по известному режиму. Шероховатость обработанной поверхности после термообработки по предлагаемому способу на 30 меньше, чем по известному, Данные металлографического анализа подтверждают результаты оценки
Таблица 1
При- Способ мер
Ранимы термообработкн арка стали
Температура Скорость ус повторного ного охлакд нагрева, С С/мин ть s хлакд тура еС
18ХГН2ИФБ г
Предлагаемый опыт
2
4
Опыт
2 .3
S
Известный
8S
125
5
25, 450
5 5
600
1БХП12ИФБ 930 - 950
450
130
600
15
0,7
930 - 950
930 - 950
930 - 950 930 - 950
18ХГН2ИФБ
П р и и е ч а н н е . Температура минимальной устойчивости аустеннта стали 18ХГН2ИФБ 650 С.
5 161 обрабатываемости резанием: твердость заготовок ниже после термообработки по предлагаемому способу, микротвердость также снижается, а разность значений микротвердости, оказывающей существенное влияние на обрабатываемость, в 4 раза меньше, чем при обработке по известному режиму. Явления структурной полосчатости после обработки по предлагаемому способу не наблюдается, в то время как по известному способу она соответствует
5 — 6 баллам.
Предлагаемый способ термической обработки заготовок по сравнению с известным имеет следующие технические преимущества: улучшение обрабатываемости резанием в 2 раза на операциях точения и в 3 раза при сверлении;
Ф по выше н не чисто ты об р аб о тан ной поверхности на 307; обеспечение возможности работы на высокопроизводительных автоматических линиях благодаря образованию компактной сегментной стружки при !!еханической обработке заготовок резанием; снижение деформаций при следующих операциях термообработки за счет высокой однородности структуры и снятия внутренних напряжений при отпуске.
7011 6
Формула изоб ретейия
1. Способ термической обработки заготовок, включающий нагрев до температуры аустенитиэации, горячую пластическую деформацию, ускорен«ое и замедленное охлаждение до 400 С и о окончательное охлаждение на воздухе до комнатной температуры, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью улуишения обрабатываемости резанием и повьппения чистоты обработанной поверхности, после горячей пластической деформации осуществляют повторный нагрев до температуры аустенитизации ускоренное охлаждение веЭ о дут со скоростью 70 — 100 С/мин в температурной области выделения
20 структурно свободного феррита до начала образования перлита затеи осуществляют замедленное охлаждение со скоростью 5 — 15 C/ìèí, а после ох0 лаждения на воздухе проводят отпуск
75 при температуре на 120 - 150 С ниже температуры минимальной устойчивости аустенита.
2, Способ по п.1, о т л и ч а ю—
30 шийся тем, что охлаждение осуществляют после горячей пластической деформации без повторного нагрева до температуры аустенитиэации.
1617011
Таблица2
Оленка обрабатываемости
ШероховаМикротвердость, HV
При мер
Способ лосчатость, балл
МинимальВремя до заданного критерия износа, мин разность значений тост ь акснальповерх,ности
Ра ое ноа значеначепри точе- при свернии ленин ие ние
1,8 255 298 186
1,5 229 272 252
2-3
Отсутствует
112
23
52
47
272 252
287 269
319 229
1,4 229
1,3 235
1,9 248
18
48
То не ч н
Повышенный износ 2 Опыт
1 28
2 50
1,7 . 255 . 298 191
1,2 229 272 252
107, 2 - 3
20 Отсутствует
287 269
287 260
308 222
1,3 235
1,5 235
1,8 248
То ие
«н» ч
18
27
46
48
48
48
2, 2 255 331 181
150 5
3 Известный 21
Составитель В. Русаненко
Редактор M.Ïåòðoâà Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Бескид
Заказ 4098 Тираж 512 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101,1 Предлагаемый
Опъп
Поныне нный износ
Удовлетворительная
То ае
То яе
Удовлетворительная
То ие ч
Повьввеиный износ
