Способ термической обработки мелющих шаров

 

Изобретение относится к термической обработке в области черной металлургии и может быть использовано для термообработки изделий. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ закалки мелющих шаров, преимущественно из высокоуглеродистых сталей путем снижения градиента температуры по сечению шара в начале закалки. Сущность изобретения заключается в том, что прокатанные шары подстуживают в течение 2 - 15 мин до температуры закалки.

Изобретение относится к термической обработке в области металлургии и может быть использовано для закалки мелющих шаров.

Известен способ закалки шаров с прокатного нагрева, преимущественно мелющих, включающий охлаждение в закалочной среде с одновременным вращением шаров, вращающихся с окружной скоростью 0,1 - 1,0 м/с, причем закалочную среду подают со скоростью 10 - 35 м/с под углом 5 - 60^o к направлению движения шаров [1].

Недостатком способа является значительный разброс механических свойств из-за неравномерности температуры неравномерно деформированных "экватора" и "полюсов" изделия.

Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является способ термической обработки мелющих шаров [2], включающий подстуживание шаров от температуры прокатки, закалку и самоотпуск, причем шары подстуживают в течение 40 - 100 с до температуры закалки.

Признаками изобретения, общими с прототипом, являются прокатка, постуживание шаров от температуры прокатки до температуры закалки, закалка.

Недостатком прототипа является значительный градиент температур по сечению шаров большого (более 60 мм) диаметра, что приводит к снижению ударостойкости и срока службы изделий из высокоуглеродистых сталей.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ закалки мелющих шаров, преимущественно из высокоуглеродистых сталей путем снижения градиента температуры по сечению шара в начале закалки.

Сущность изобретения заключается в том, что прокатанные шары подстуживают в течение 2 - 15 мин до температуры закалки.

Такое подстуживание приведет к выравниванию температуры по сечению изделия с одновременным ее плавным понижением до температуры закалки. Одновременно происходит процесс растворения легирующих элементов в аустените.

Совокупное взаимное влияние этих процессов приведет к устранению термических напряжений, увеличению прокаливаемости, твердости и ударостойкости изделий.

За время 120 - 900 с в пластически деформированных зернах шаров из высокоуглеродистого и легированного металла беспорядочно расположенные внутри зерен металла дислокации собираются и происходит слияние блоков, уменьшение внутренних напряжений, что приводит к созданию ячеистой структуры, затрудняющей процессы неравномерного роста отдельных кристаллов, что в свою очередь приводит к повышению твердости, прочности и ударостойкости мелющих шаров.

Послеоперационное подстуживание перед закалкой в течение меньше, чем 120 с не дает увеличения ударостойкости и твердости шаров. Подстуживание горячекатанных шаров в течение более 15 мин не приводит к дальнейшему повышению ударостойкости, однако требует дополнительных затрат тепла и сооружения отапливаемых камер для замедления охлаждения изделий.

Применение данного способа в технологическом потоке шаропрокатного стана позволяет путем увеличения продолжительности подстуживания уменьшить термические напряжения, увеличить прокаливание, ударостойкость, глубину закаленного слоя и срок службы мелющих шариков.

Формула изобретения

Способ термообработки мелющих шаров с прокатного нагрева, включающий прокатку, подстуживание и закалку, отличающийся тем, что подстуживание до температуры закалки ведут в течение 2 - 15 мин.