Способ термической обработки литых деталей из малоуглеродистой и низколегированной стали

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к литым деталям из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, содержащих 0,15 - 0,30% углерода, и применяемым в автосцепных устройствах подвижного состава железных дорог. Изображение решает задачу повышения долговечности и эксплуатационной надежности литых деталей автосцепного устройства. Указанная задача решается тем, что для повышения износостойкости и усталостной прочности деталей предлагается осуществлять закалку с охлажденным потоком воды, находящейся в камере охлаждения под избыточным давлением 0,1 - 0,2 МПа и движущегося относительно закаливаемых поверхностей несущих сечений деталей со скоростью, удовлетворяющей следующему соотношению: V = (0,7...3,0)S^0,34, где: V - скорость движения воды, м/с, S - толщина детали в несущих сечениях.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к литым деталям из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, содержащих 0,15 - 0,30% углерода, и применяемым, в частности, в автосцепных устройствах подвижного состав железных дорог.

Известен способ термической обработки литых деталей стали, включающий нагрев до температуры закалки с охлаждением в воде и высокий отпуск.

В условиях интенсивного высокоскоростного движения срок службы данных деталей недостаточен ввиду их износа и усталостных повреждений в эксплуатации.

Настоящее изобретение решает задачу повышения долговечности и эксплуатационной надежности литых деталей автосцепного устройства.

Задача решается тем, что для повышения износостойкости и усталостной прочности деталей охлаждение ведут путем ввода детали в движущийся со скоростью V (0,7.3,0)S^0,34 поток воды, находящийся под избыточным давлением 0,1-0,2 МПа, где V - скорость движения воды, м/с; S толщина детали в несущих сечениях, мм.

Данные условия охлаждения позволяют в наибольшей степени реализовать возможности стали, обеспечивая упрочнение поверхности на твердость 40 47 HRC. Износостойкость деталей увеличивается более, чем в 1,5 раза, предел выносливости возрастает минимум, на 15% Избыточное давление 0,1 0,2 МПа в камере охлаждения обеспечивает плотность водяного потока и равномерность охлаждения деталей сложной несимметричной формы, каковыми являются детали автосцепного устройства. Перемещение находящейся под давлением воды с скоростью (0,7.3,0)S^0,34 обеспечивает получение критической скорости закалки, интенсивность охлаждения, достаточную для получения в поверхностных слоях деталей преимущественно мартенситной структуры и не сопровождается неоправданным перерасходом электроэнергии для питания насосов, подающих воду в охлаждающее устройство.

Новизна решения, характеризуемая его отличительными признаками, состоит в том, что сочетание давления скорости водяного потока создает равномерность и интенсивность охлаждения, обеспечивающее эффективное упрочнение литых деталей из стандартных конструкционных сталей обыкновенного качества и повышающее долговечность и надежность деталей в эксплуатации.

Предлагаемое решение осуществляется следующим образом.

Литой корпус автосцепки с толщиной стенки 21 м из стали 20ГЛ нагревали в газовой проходной печи до 950^oC, переносили в охлаждающее устройство, конструкция которого обеспечивала при использовании центробежных насосов с суммарной производительностью до 900 м³/ч избыточное давление в камере охлаждения 2.8 м/с, что удовлетворяет вышеприведенному соотношению.

Отпуск закаленных деталей не производили.

Твердость поверхности деталей после закалки составила 46 HRC_э износостойкость по результатам испытаний возросла в 1,7 раза по сравнению с серийными деталями и предел выносливости увеличился на 19% Использование предлагаемого решения обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества: повышение долговечности и надежности деталей в эксплуатации.

Формула изобретения

Способ термической обработки литых деталей из малоуглеродистой и низколегированной стали, включающий сквозной нагрев детали до температуры закалки и охлаждение, отличающийся тем, что охлаждение ведут путем ввода детали в движущийся со скоростью (0,7 3,0) S^0,34 м/с поток воды, находящийся под избыточным давлением 0,1 0,2 МПа, где S - толщина детали в несущих сечениях, мм.