Способ термомеханической обработки деталей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!! ) (я)5 С 21 D 9/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕдОмстВО сссР

{Г )СПАТЕНТ СССР)

6ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (2 ) 4859959/02 (2 ) 31.08,90 (4 ) 30,01.93, Бюл. ¹ 4 (75) 8.П.Степанов, А.B.Óøàêîâ и M.B.Øêîто а (73) Частное предприятие "МАГ" (5 ) Авторское свидетельство СССР № 1411345, кл. С 21 D 9/24. 1983, Авторское свидетельство СССР № 623886, кл. С 21 0 9/18, 1978. (5)) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ (5 ) Использование: изобретение относится к термической обработке металлов давлением . особенно эффективно использование, 1 !

1, !

1

Изобретение относится к термической обработке и обработке металлов давление, особенно эффективно использование, ко да по условиям эксплуатации необходим получить высокую твердость отдельных поверхностей детали, например необходимс иметь высокую твердость торца и кромок де гали nðè более вязкой середине. что по условиям эксплуатации обеспечивает больш) ю долговечность детали, Известен способ термомеханической об аботки деталей, в результате которого ра личные участки имеют различную твердо ть. По известному способу закалка проте ает в полностью заневоленном во оохлаждаемом штампе. а затем произво ят отпуск, при котором в эаневоленном со тоянии находится только центральная ча ть детали, Однако по известному способу для достижения цели — различной твердости отде ьных участков детали, необходимо

| когда по условиям эксплуатации детали необходимо получить высоку)о твердость отдельной поверхности детали, например необходимо иметь высокую твердость торца и кромок детали при более вязкой середине ее, что по условиям эксплуатацйи обеспечивает большую долговечность. Деталь, нагретую до температуры закалкй, помещают в штамп и фиксируют в нем, причем так, что кромки и торец детали остаются свободными. Затем производят бездеформационную закалку поверхности, заключенной. в штампе, одновременно по краям, кромкам и торце детали производят спрейерную закалку.

4 ил, проводить закалку и отпуск, используя спе циальные приспособления, для каждой операции свое.

Известен способ термомехамической обработки ножа, состоящий в том, что сначала производят пластическую деформацию заготовки, затем нагрев под закалку,-охлаж- дение и отпуск, причем сбвмещая"операцйю пластической деформации и закалки. Нагретую до температуры зпкалки заготовку охлаждают в штампе при одновременном обжатии ее в зоне лезвия на 15 — 50%.

Описанный способ имеет тот существенный недостаток, что он применим только для узкой номенклатуры сталей, т.к, закалка идет только теплообменом через штамп, а следовательно, таким образом могут закаляться стали, закаливаемые на воздухе, Данный способ прерполагает неполную за- . калку по средней части. Штамповку ножей производят так; что в зоне лезвий деформация находится в пределах 20-407, а сред1792436 няя часть испытывает только плотный контакт с плитами. Сочетание деформации стали, нагретой до температуры аустенизации ! и немедленного охлаждения (за счет отвода тепла металлом штампа) приводит к термадинамическому упрочнению лезвия ножа, которое обеспечивает требуемую вязкость при более высокой твердости (до HRC 6062). В.средней части клинка деформация отсутствует и контакт между ножом и плитами штампа менее плотен, чем на лезвии, поэтому интенсивность охлаждения здесь ниже, что приводит к неполной закалке да твердости HRC 30 — 40 те. получения перлитно-аустенитной структуры, Именно этот факт неполной закалки детали по ее средней части является большим недостатком, т,к. для детали ответственного назначения он является признаком брака па структуре. снижающим долговечность детали. Конструкция штампа, на котором реализуется способ, не предполагает фиксации детали

Ilo всей ее длине, следовательно, возможна деформация детали в ее средней части при термообработке, особенно, если толщина больше длины в соотношении 1;10 и более, когда корабление в Средней части при таком способе закалки является неизбежным. Ввиду малой скорости отвода тепла через контакт штампа, средняя часть по толщине будет иметь твердость значительно ниже, чем по поверхности, что ведет к ухудшению качества ножа. снижая его долговечность.

Целью изобретения является улучшение качества детали эа счет того, что при закалке на различных участках детали (по всему ее объему) структурные превращения происходят полностью с получением игольчатого мартенсита по торцам и кромкам детали. а в средней части — сорбита + аустенита, т,е. за счет обеспечения более вязкой середины детали по ее ширине и высокой твердости nî торцу и кромкам детали.

Целью является отработка такого способа закалки, который соответственно требованиям эксплуатации детали позволит получить высокую твердость поверхности, подвергающейся повышенному износу, истиранию и т.д. при более вязкой середине детали по ширине, обеспечивающей хорошую работоспособность и долговечность детали при изгибаю цих и динамических нагрузках на ее среднюю часть.

Поставленная цель достигается по. предлагаемому способу термомеханической обработки деталей, включающему нагрев под закалку и охлаждение в штампе, при охлаждении фиксйруют в штампе толь5

10 ко центральную зону детали, а наружную незафиксированную часть охлаждают со скоростью, обеспечивающей образование мартен сита.

Иа фиг.1 изображен штамп, в котором осуществляется описанный способ, поперечный разрез: на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1 (продольный разрез штампа по детали); на фиг.3 — узел I (изображена незафиксированная в штампе часть детали — ee торец и кромка); на фиг.4 — две проекции детали — шины электропилы.

Пример осуществления способа.

Способ разработан для шины электро15 и бензопилы. Условия работы детали, подвергаемой термомеханическай обработке па разработанному способу таковы, что средняя ее часть па ширине шины испытывает изгибающие и динамические нагрузки, 20 которые при высокой твердости этой части шины приводят к разрушению, Динамический характер нагрузки средней части па ширине шины определяет необходимость иметь более вязкую середину шины, что до25 стигается предложенным способом обработки, т.е. закалкой в водаахлаждаемом штампе, В та же время торец шины работает в условиях сильного истирания и ударных нагрузок цепью, поэтому предьявляет тре30 бования повышенной твердости в этой части шины. Большую нагрузку истирания и ударных воздействий цепи испытывают и кромки шины, следовательно, к ним так же предъявля,атся повышенные требования па

35 твердости с сохранением характеристик по ударной вязкости, чта достигается предложенным способом закалки этих поверхностей детали, т.е, спрейернай закалкой кромак и торца. В принципе, для ахлажде40 ния торца и крамок может быть использован любой другой способ, обеспечивающий закалку со скоростью отвода тепла в перлит. ной зоне.

Способ осуществляется следующим об45 разом, .

Заготовку шины 1 нагревают до температуры аустенизации в печи с безокислительной атмосферой. затем ее переносят в ручей 2 фиксирующего устройства 3 водоох50 лаждаемого штампа 4 и производят термамеханическую обработку с фиксацией шины

1 в фиксирующемустройстве 3 по всей поверхности, за исключением кромак 5 по всему контуру и торца 6 шины 1. Размер кромки

55 5, которая не фиксируется в устройстве 3 составляет по контуру 6-8 мм (ширина кромки), Остается свободным, не зафиксированным в устройстве 3 и торец 6, Эти поверхности подвергаются. в частности. спрейерной закалке. Хладагент, в качестве

1792436

I котОрого используется универсальная закалочная синтетическая полимерная среда

УЗСП-1, подается через форсунку 7.

Гравюра водоохлаждаемого штампа 4 5 выПолнена по холодным размерам шины 1.

На высоте 20 мм от зеркала 8 штампа 4 (в матрице и в пуансоне) выполнены каналы 9, ! по которым, с целью лучшего теплоотвода от еркэла 8 штампа 4, пропускается техни- 10 чес ая вода. Это обеспечивает заданную ско ость охлаждения шины 1 по поверхностя, находящимся в фиксирующем устройстве 3. Каналы выполнены таким образом, что перекрывая отдельные участки кана- 15 лов 9, мы можем регулировать скорость

1 охлаждения шины 1 в мартенситной зоне от

3,5Ф5 С в 1 с, в то же время скорость охлаждения в перлитной зоне должна быть s зоне фиксации (заневоливания) 6 — 8 С в 1 с, а по 20 тор4у 6 и кромкам 5 — 7 — 12 С в 1 с. Указанну технологию обеспечивает водно-щелочной раствор метакрилонитрильного

0,2 м фо м стал ью 35ХН 2мфэ в 8 — 10 рэз. !

| соп

2.0 вод де кро

Il P ско лимера УЗСП-1 с концентрацией 0,5— . Известно, что снижение скорости от- 25 тепла в мартенситной зоне снижает ормацию. Поэтому величина размера ок 5, не фиксируемых вштампе 4,,не одит к отступлению от конструктордокументации (no ширине паза 10 до 30 м, по длине шины 1 до 1 мм), т.к. по ериментальным данным снижение деации в процессе закалки шины 1 со

Таким образом, предложенный способ термомеханической обработки детали позволяет улучшить качество детали, повысить срок годности ее и достигается зто зэ счет особенностей предложенного способа. позволяющего получить высокую твердость на торце и кромках шины, которые в процессе эксплуатации испытывают истирающие и динамические нагрузки — ударные нагрузки цепи. В то же время — предложенный способ обработки обеспечивает получение более вязкой середины шины по ширине ее, которая в процессе эксплуатации испытывает нагрузки, в условиях которых более вязкая -. деталь работает лучше, не возникают снижающие ее долговечность трещины. Предложенный способ позволяет снизить отклонения в размерах: по пазу 10 шины 1 до 8 мкм, по длине шины 1 с 5 мм до 20 мкм, Разработанный способ полностью исключает недостаток известного способа. который приводит к неполной закалке с получением перлитно-аустенитной структуры.

Формула изобретения

Способ термомеханической обработки деталей, включающий нагрев под закалку и охлаждение в штампе, отличающийся тем, что. с целью улучшения качества детали и увеличения ее долговечности, при охлаждении фиксируют в штампе только центральную зону детали, а наружную незафиксированную часть охлаждают со скоростью, обеспечивающей образование мартенсита.

1792436 з Х

7 5 9

Составитель В, Степаков

Техред M,Моргентал КоРРектоР В, Петраш

Редактор

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

Заказ 170 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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