Способ термоциклической обработки проката из пружинных марок стали

 

(19) RU (11) (51) 5 C El D 1 78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4938755/02 (22) 24.0591 (46) 15.11.93 Бюл. Мя 41-42 (71) Производственное объединение Уральский вагоностроительный завод" (72) Орлов Ю.И.; Санников В.И.; Узких В.Ф. (73) Производственное объединение Уральский вагоностроительный завод" (54) СПОСОБ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ flPOKATA ИЗ ПРУЖИННЫХ МАРОК

СТАЛИ (57) Использование: термическая обработка, в частности к способам отжига проката из пружинных марок стали перед холодной навивкой. Сущность изобретения: прутки из пружинных марок стали, предназначенные для холодной навивки, многократно нагревают со скоростью 100-120 С/мин до А . Промежуточные охлаждения проводят.со с

1 скоростью 30-50 С/мин до А . Окончательно охс

1 лаждают на воздухе. 1 табл1 итт

2002818

Изобретение относится к термическок обработке, в .астности к способу отжига проката из пружинных марок сгали перед операцией холодной навивки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ термоциклической обработки углеродистой стали, включающий многократные нагревы со скоростью 20 — 200 С/мин до Ас ... + 30 „.

50 С, охлаждение на воздухе до А — (3050) С и охлаждение после последнего цикла

HB вазду2:е, Однако известный способ не позволяет снизить прочность стали, поскольку в результате такой обработки нельзя получить ферритоперлитную структуру, необходиму,о для создания оптимальных условий для холодной навивки пружин, Цель изобретения — снижение прочностных свойств пракага из пружинных марок стали.

Поставленная цель достигается тем, что прутки из пружинных марок стали, предназначенные для холодной навивки, подвергают термоц»клической обработке, ьключающей многочисленныа нагревы са скоростью

100 — 120" С/мин до темггератур А; +20-300С и охлаждение на воздухе до температур

А — 100 — 110 С, Окончательное охлаждение производят на воздухе. Общая продолжительность процесса составляет 40 — 50 мин.

На чертеже показана температурновременная схема обработки.

В предлагаемом способе верхний температурный предел термоциклирования (Ac +20-30 Ñ) выбран из следующих соображений. Г1ри скорости нагрева 100—

120 С/мин действуют одновременно два различных механизма и - y-превращсния— диффузионный и бездиффузионный. При этом та часть аустенита, которая возникает по беэдиффузионному механизму, не может быть устойчивой в межкритическом интервале температур, так как температура (поглоще н н а я э не ргия) малоугле роди стого аустенита ниже равновесной, Неустойчивость аустенита в мажкритическом интервале температур обусловлена также тем, что в нем углерода меньше, чем это требуется при диффузионном механизме превращения.

Таким образом, нагрев со скоростью 1001200С/мин в ме>ккритическом интервале температур (А,г+20 — 30 С) обеспечивает образование неустойчивого аустенита, который, подвергаясь последующему превращению -а, обеспечивает снижение прочности и повышение пластичных свойств проката, что необходимо для созда" ния оптимальных условий холодной навив5

55 ки пружин. Повышение или понижение температуры может с учетом перепада температур в печи привести к выходу за границы межкрити-IGGIco(интервала для пружинных марок стали {770 — 820 С), Минимальная температура цикла Ас1—

100-1 10 С обеспечивает образование перлитоферритной структуры, обладающей высокой степенью дисперсности, т,е. оптимальной для последующей холодной навивки.

Окончательное охлаждение на воздухе после нагрева в последнем цикле позволяет снизить прочностные cBOAGTBB стали, снизить уровень напряжений и гарантировать отсутствие остаточного аустенита.

Анализ образцов иэ стали 60С2Л, обработанных па предлагаемому способу, показал, что уровень прочностных свойств полностью обеспечивает создание оптимальных условий для холодной навивки, Механические свойства прутков из стал» 60С2А, обработанных по предлагаемому способу, представлены в таблице.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Г1рутки иэ стали 60С2А диаметрам 10 мм помещают в электрическую камерную печь, нагрету о до температуры 900-930 С, скорость нагрева прутков в интервале 750 — 800 С составляет 100-120 С/мин, После того, как температура прутков достигает 800 С, прутки выдают на воздух, охлаждают до 650—

660 С и вновь загружают в печь. Количества циклов, определенное экспериментальным путем, составляет от 3 до 5. Большее количество циклов не дает существенного понижения прочностных свойстг:. Окончательное охлаждение осуществляют на воздухе. Измерен»е температуры производят путем зачеканкитермопар в центре(толщине) прутка с использованием оптического пирометра

ОППИР. При этом различие между показаниями оптического пирол етра и термопары,, зачеканенных в центр прутка, находилось в пределах погрсшности прибора. Как видно из данных таблицы, по предлагаемому способ>l получены l1p>тки с пределом прочности

71,0 кгс/мм, пределом текучести 53,0 г кгс/мм и относительным удлинением .г

20,0;(, обеэуглероженный слой отсутствует, что полностью обеспечивает качественную холодную навивку пружин.

Использование предлагаемого способа термоциклической обработки проката иэ пружинных марок сталей перед операцией холодной навивки по сравнению с существенными способами обеспечивает следующие преимущсства:

200281В обеспечивает повышение производительности процесса и отсутствие обезуглероженного слоя. снижение прочностных свойств стали, что обеспечиваетминимальныеусилия прихолодной навивке и как следствие качественную навивку; снижение прочностных свойств приводит к увеличению срока службы оснастки, 5 уменьшает ее износ; меньшая по сравнению с известными способами продолжительность процесса (56) В,Н.Федюкин и др. Новые способы термоциклической обработки конструкционных сталей. — Л.: ДНТП, 1973, с.

5-10.

Составитель Т. Бардышевская

Редактор Е.Полионова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М,Петрова

Заказ 3217

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

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

Ф о р м у л а изо б ретения ным охлаждением .отличающийся тем, что, с целью снижения

СПОСОБ. ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБ- "0 прочностныхсвойств проката передопераРАБОТКИ ПРОКАТА ИЗ ПРУЖИННЫХ MA- цией холодной навивки, нагрев ведут со

РОК СТАЛИ, включающий многократные скоростью 100 - 120 С / мин до нагревы до заданной температуры с про- А, + (20-30) С, а промежуточное охлажмежуточными охлаждениями и окончатель-,,.дение до А, + (100 — 110) С.