Способ обработки стальных изделий

 

Изобретение относится к деформационно-термическим методам упрочнения и может быть использовано в машиностроении для деталей, работающих в условиях знакопеременных скручивающих и изгибающих напряжений, в частности для деталей типа торсионов, изготовляемых из экономнолегированных сталей. Цель изобретения - повышение долговечности торсионных валов - позволяет повысить долговечность ответственных деталей машин за счет соединения заданного распределения прочности /твердости/ по поперечному сечению. Деталь из стали со структурой перлита подвергают холодной пластической деформации с разовым обжатием 5 - 8% и суммарном 48 - 50%, а затем проводят отпуск /старение/ при 150 - 180°С. 2 табл.

СОЮЗ CO8F ГСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 D 8/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

: фл

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4719126/27 — 02 (22) 18.07.89 (46) 23.08.91. Бюл, М 31 (71) Камское объединение по проиэводсгву большегрузных автомобилей (72) Г.И.Янцен, Я.Б.Гуревич, А.П.Бащенко, В.И.Повар, Т.Я.Меньшикова, Е.В.Зверева и

В.Г.Козлов (53) 621.775.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 404870, кл, С 21 D 8/00, 1971. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к деформационно-термическим методам упрочнения и моИзобретение относится к деформационно-термическим методам упрочнения сталей и может быть использовано в машиностроении для деталей, работающих в условиях знакопеременных скручивающих и изгибающих напряжений. в частности для деталей типа торсионов. изготовляемых иэ экономнолегированных сталей.

Целью изобретения является повышение долговечности торсионов.

Разовое обжатие 5-8 вызывает разогрев стали до 250-300 С в поверхностном слое глубиной до 1,5 мм, а суммарное обжатие на 40 — 50 обеспечивает достаточно глубокое упрочнение (до 15 мм). Разогрев поверхности при холодной пластической деформации приводит к перестариванию поверхностных слоев на глубину до 1.5 мм с уменьшением плотности дислокаций и образованием вторичных дисперсных карбидов, что обеспечивает повышение пластичности и вязкости в этом слое, и как

„„SU „„1671713 А1 жет быть использовано в машиностроении для деталей, работающих в условиях знакопеременных скручивающих и изгибающих напряжений, в частности для деталей типа торсионов, изготавливаемых из экономнолегированных сталей. Цель иэобретения— повышение долговечности торсионных валов — позволяет повысить долговечность ответственных деталей машин эа счет соединения заданного распредеггения прочности (твердости) по поперечному сечению.

Деталь из стали со структурой перлита подвергают холодной пластической деформации с разовым обжатием 5-8 и суммарном

48 - 50 ф,, а затем проводят отпуск (старение) при 150 — 180 С, 2 табл. результат снижение вероятности образования и распространения трещин. Последнее обуславливает значительное повышение долговечности деталей, работающих на изгиб и кручение, в частности торсионов уравновешивания кабин автомобилей, Отпуск на 150 — 180 С не изменяет морфологии структуры в поверхностном слое, а обеспечивает закрепление дислокаций, образовавшихся в процессе холодной пластической деформации. атомами углерода в слоях, расположенных на глубине более 1,5 мм. Возникающие образования (" облака" ) обуславливают затрудненное движение дислокаций. т.е. повышают уровень твердости и прочности стали, В табл.1 сравниваются механические свойства стали 50Х3, подвергнутой упрочнению по предлагаемому и известному способу.

Применение предлагаемого способа планируется для изготовления торсионов

1671713 уравновешивания кабины автомобилей "КамАЗ" с использованием стали 50Х взамен с гали 45ХН2МФА-Lll, В настоящее время заготовки для серийных торсионов иэ стали 45ХН2МФА-ИI подвергают холодному пластическому деформированию — раскатке. Затем торсионы закаливают с печного нагрева до 8б0 (; в масло и отпускают при 460 С в течение 1.5 ч. Способ осуществляют следующим образом. Торсионы подвергают холодному пластическому деформированию путем обкатки калиброванными роликами с кантовкой на 90 после каждого прохода при разовом обжатии 5 — 8 и суммарном

40 — 50, а затем проводят отпуск при

150 — 180 С в течение 1,5 — 2,0 ч, Кантовка на 90 последнего прохода обеспечивает равномерное распределение напряжений и деформаций по поперечному сечению изделия. В результате использования предлагаемого способа отпадает необходимость в закалке и среднем отпуске торсионов. Высвобождаются оборудование и производственные площади, обеспечивается значительная экономия энергоресурсов, повышается производительность, снижается коробление деталей. Кроме того, переход на применение стали 50ХЗ обеспечивает экоТаблица I

21 21

25 .25

25 26

24 23

26 26

64 18

63 22

62 22

61 21

52 17

21

26

24

712 680 18

807 750 16

81 764 16

821 768 15

830 /80 9

C-- 30 с 40

Обкатка суммарной тепенью деформации 45". при разовых обаатинх g), 2:

810 752 17 62 25 25 24 22

815 760 16 61 22 26 25 25

819 770 16 60 21 27 26 26

795 715 17 61 16 24 26 26

6=6

6- 8

Е=!О

830 790 16 62 23 26 26

856 821 16 61 29 31 32

860 835 16 62 30 32 32

835 805 16 64 21 29 28

Z6

31

33

13О

18О

230

Обработка (образцов из стали

50X3) по известному способу

62 45 30 29

740 340 22

Обкатка с суммарной степенью деформации (F), 2:

Обкатка с суммарной степенью деформации 452, разовым общатием с = 62 и с последующим отпуском (2 ч) при температуре, С: номию дефицитных и дорогостоящих легирующих элементов, Сравнительные результаты испытаний на усталость торсионов уравновешивания

5 кабины автомобиля "КамАЗ", изготовленных иэ стали 45ХН2МФА-ill по серийной технологии и иэ экономнолегированной ста. ли 50ХЗ с упрочнением по предлагаемому способу, приведены в табл.2, 10 Как видно из данных табл.2, торсионы иэ стали 50ХЗ, упрочненнь)е предложенным способом, имеют преимущественно по показателям усталостной прочности по сравнению с серийными торсионами иэ стали

15 45ХН2МФА-III, а также с торсионами из стали 50ХЗ, обработанными по известному способу.

Формула изобретения

20 Способ обработки стальных изделий, преимущественно торсионных валов, включающий горячую пластическую деформацию и низкотемпературный отпуск, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

25 долговечности торсионных валов, пластическую деформацию осуществляют с разовым обжатием 5...8 и суммарным обжатием

40...50, а отпуск проводят при температуре 150...180 С.

1671713

1,35 1,45 (8,2 - 9,8) 10

50ХЗ

Обработка по иэвестному способу

1,85 - 1,45

1, 35 — 1,45

Составитель Т.Масликова

Редактор Е.Полионов Техред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец

Заказ 2804 Тираж 376 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб.. 4/5

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

45ХН2ИФА- П (серийное произволство в настоящее время) Обкатка 457 + отпуск

O при 180 С в течение

1,5 ч о

Закалка с 850 С, масло

Отпуск при 460 С в течение 1,5 ч

$ (1,2 - 2,2) 10 (2,5 «5,5) 10