Способ термообработки оправок трубопрокатных станов


 

C21D1/42 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2511452:

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ДЕФОРТ" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения. Для обеспечения требуемого распределения физико-механических свойств оправку длиной до 15 метров и диаметром от 137 до 200 мм из легированной инструментальной стали с содержанием хрома свыше 4 мас.%, каждого другого карбидообразующего элемента и кремния до 1 мас.%, углерода в пределах от 0,32 до 0,44 мас.% подвергают закалке путем индукционного нагрева при частоте тока 50-1000 Гц до температуры от 1040°С до 1080°С, охлаждения спрейером и отпуску при температуре от 705°С до 725°С с охлаждением на воздухе, при этом оправку при закалке перемещают со скоростью от 70 мм/мин до 180 мм/мин, а при отпуске - со скоростью от 70 мм/мин до 180 мм/мин. 1 табл.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам термической обработки оправок трубопрокатных станов диаметром от 137 до 200 мм и длиной до 15 метров, которые изготовлены из комплексно-легированных инструментальных хромистых сталей с содержанием хрома свыше 4% и до 1% каждого других карбидообразующих элементов и кремния, а также углерода в пределах от 0,32 до 0,44%.

Известно, что стали данного класса проходят термическую обработку в печах различного типа, заключающуюся в проведении закалки и высокого отпуска. Интервал температур при закалке составляет 1000C°-10040C°, при отпуске 520°C-630C° (см., например, Васильев Д.И., Тылкин M.A., Тетерин Г.П. «Основы проектирования деформирующего инструмента». 1984, стр.120), а также при термообработке оправок: закалку при этом осуществляют в пределах от 1000°С до 1030°С и отпуск при температуре до 700°С (см., например, сайт www. Schmolz-Bichenbach.ru, раздел «Марочник сталей. THYROTHERM 2343 и THYROTHERM 2344»).

Кроме этого, следует заметить, что для изделий большой длины, к которым относятся оправки трубопрокатного стана, имеющие длину до 15 метров, термическую обработку в виде закалки и отпуска целесообразно проводить в вертикальных печах большой высоты, в цехах с высокими потолками и глубокими закалочными ваннами. Однако вертикальные печи такого требуемого размера уникальны.

Существует также оборудование, работающее на принципах индукционного нагрева. При его использовании возможно задавать меньшие припуски под механическую обработку, поскольку коробление и поводки при этом получаются меньше, и, чаще всего, в таком случае операция правки отсутствует. Кроме того, для размещения такой установки возможно использовать стандартные промышленные здания. При этом, применяя его, необходимо задавать температуру металла на выходе из процесса и скорость перемещения заготовки через индуктор.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в осуществлении процесса термообработки оправок трубопрокатных станов с использованием оборудования, работающего на принципах индукционного нагрева с частотой тока 50-1000 Гц, при котором достигается требуемое распределение физико-механических свойств металла заготовки по сечению.

Указанный технический результат достигают тем, что при термообработке оправок трубопрокатных станов длиной до 15 метров и диаметром от 137 до 200 мм, которые изготовлены из комплексно-легированных инструментальных сталей с содержанием хрома свыше 4% и до 1% каждого других карбидообразующих элементов и кремния, а также углерода в пределах от 0,32% до 0,44%, с использованием оборудования, работающего на принципах индукционного нагрева с частотой тока 50-1000Гц, на котором осуществляют закалку с охлаждением спрейером и отпуск с охлаждением на воздухе, перемещая при этом заготовку, температуру при закалке заготовки оправки выбирают от 1040C° до 1080C° и скорость перемещения от 70 мм/мин до 180 мм/мин, а температуру при отпуске выбирают от 705C° до 725C° и скорость перемещения от 70 мм/мин до 180 мм/мин.

Благодаря наличию приведенных признаков обеспечивается возможность проведения термообработки заготовок оправок трубопрокатных станов длиной до 15 метров с использованием оборудования, работающего на принципах индукционного нагрева с частотой тока 50-1000 Гц, в стандартных промышленных зданиях, с обеспечением требуемых в дальнейшем для оправок трубопрокатных станов свойств металла, из которого они сделаны.

Увеличение температуры закалки способствует более полному растворению углерода в аустените и, следовательно, полному его переходу в мартенсит, что дает более равномерное распределение по объему металла механических свойств. Увеличение температуры отпуска способствует улучшению пластических характеристик металла.

В качестве примера можно рассмотреть случай проведения термической обработки оправки 0155 мм, длиной 11400 мм, которая была обработана на оборудовании, работающем на принципах индукционного нагрева с частотой тока 1000 Гц по режиму: температура при закалке составляла 1050°С, охлаждение осуществлялось спрейером, скорость перемещения заготовки была выбрана 150 мм/мин, температура при отпуске - 720°С; скорость перемещения заготовки при этом - 180 мм/мин, окончательное охлаждение осуществлялось на воздухе. Результаты термоупрочнения в этом случае составили:

- твердость по длине заготовок (диаметр отпечатка шарика по Бринеллю): 3,3; 3,2; 3,2; 3,2; 3,1; 3,1;

- твердость по сечению заготовок: 3,2; 3,2; 3,2; 3,25; 3,2; 3,25; 3,3. Распределение физико-механических свойств металла заготовок по сечению приведено в таблице.

Расстояние от поверхности σв, кгс/мм2 σ02, кгс/мм2 δ, 5% ψ, % Работа удара, KCV, Дж
1/4 радиуса 123,4 108,1 14,0 44,0 17,7-21,0
1/3 радиуса 128,5 114,2 13,0 38,0 18,0-26,2
2/3 радиуса 122,4 110,2 13,0 41,5 15,9-22,0
центр 123,4 110,2 14,0 40,0 18,3-19,5

Способ термообработки оправок трубопрокатных станов длиной до 15 метров и диаметром от 137 до 200 мм из легированных инструментальных сталей с содержанием хрома свыше 4 мас.%, каждого другого карбидообразующего элемента и кремния до 1 мас.%, углерода в пределах от 0,32 до 0,44 мас.%, включающий закалку оправки путем индукционного нагрева с частотой тока 50-1000 Гц и охлаждения с помощью спрейера, отпуск с охлаждением на воздухе при перемещении оправки, отличающийся тем, что индукционный нагрев оправки осуществляют при температуре от 1040°С до 1080°С со скоростью ее перемещения от 70 мм/мин до 180 мм/мин, а отпуск проводят при температуре от 705°С до 725°С со скоростью перемещения оправки от 70 мм/мин до 180 мм/мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии и может использоваться при термической обработке изделий типа штоков. .

Изобретение относится к оси, выкованной из бесшовной трубы, химический состав которой позволяет гарантировать высокую усталостную прочность, улучшенный предел текучести и прочность на разрыв, и имеющей уменьшенный вес для использования в железнодорожном транспортном средстве, и к способу изготовления ее, который включает этапы: плавку из чугуна или лома, разливку, нагрев в нагревательной печи, прошивку заготовок, удлинение прошитых заготовок, отделку полых заготовок, ковку и завершающую механическую обработку, а также последующую термообработку и неразрушающий контроль поверхностных дефектов на оси.

Изобретение относится к плазменной обработке изделия, в частности к способам для плазменной поверхностной закалки и отпуска металлов и сплавов. .

Изобретение относится к технологии изготовления и ремонта деталей машин и может быть использовано в машиностроении и ремонтом производстве. .

Изобретение относится к области термосиловой обработки маложестких осесимметричных деталей типа «вал». .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для обработки маложестких осесимметричных деталей типа «вал». .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, предпочтительно, для упрочнения наружной поверхности деталей железнодорожного подвижного состава.

Изобретение относится к полуавтомату для непрерывно-последовательной закалки цилиндрических деталей одинакового сечения индукционным нагревом - шейки валов, пальцев трактора, биттеров трубок.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству магнитотвердых сплавов на основе системы Fe-Cr-Co, которые применяются в приборостроении, релейной технике, электромашиностроении, медицине, автомобильной промышленности.

Группа изобретений относится к нагревательному устройству, устройству для термообработки и способу нагрева для индукционного нагрева кольцеобразной заготовки. Нагревательное устройство содержит опору, предназначенную для установки кольцеобразной заготовки, привод вращения в сборе и нагреватель, предназначенный для нагрева заготовки.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при формировании износостойкого покрытия на поверхностях деталей с подачей ремонтно-восстановительных составов на поверхность и последующим пластическим деформированием с помощью безабразивной ультразвуковой финишной обработки.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения магнитных потерь лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой содержит желобок, сформированный от геометрического места точек прохождения лазерного луча при его сканировании от кромки одного конца до кромки другого конца в направлении ширины листа, и линию раздела кристаллического зерна, которая имеет протяженность вдоль упомянутого желобка и пронизывает лист кремнистой стали с ориентированной зеренной структурой от передней поверхности до задней поверхности, причем в упомянутом желобке сформировано стеклянное покрытие, в котором коэффициент интенсивности Ir рентгеновского излучения характерной интенсивности рентгеновского излучения магния на участке желобка заключен в диапазоне 0≤Ir≤0,9, при этом среднее значение характерной интенсивности рентгеновского излучения магния участков поверхности листа текстурованной электротехнической стали, отличных от участка желобка, установлено как 1.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения магнитных потерь в текстурованном листе из электротехнической стали на поверхности листа формируют канавки, каждая из которых имеет заданную длину и вытянута в направлении, перпендикулярном направлению транспортировки листа электротехнической стали, при этом канавки сформированы при заданных интервалах посредством сканирования поверхности листа лазерным лучом.
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении шестерен, крестовин, втулок, зубчатых колес и т.д., в том числе работающих при температуре до 500°C и испытывающих при эксплуатации динамические нагрузки и износ.

Изобретение относится к методам тепло-прочностных испытаний конструкционных материалов преимущественно при прогнозировании и оценке работоспособности необлучаемых конструктивных элементов в атомной технике.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению шестерней для приводных поездных систем, используемых для передачи высокого крутящего момента.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке конструкционных сталей. Способ включает закалку конструкционной стали на мартенсит с последующим воздействием на нее пульсирующего дозвукового воздушного потока с определенными частотой и звуковым давлением при комнатной температуре.

Изобретение относится к термической обработке доэвтектоидных низколегированных сталей. Для обеспечения диспергированной структуры и ее композиционной гетерогенизации с формированием наноразмерных фрагментов, позволяющих получить высокие и стабильные механические свойства, заготовку из стали, содержащую С 0,15-0,25 мас.% и Mn 1,2-1,7 мас.%, нагревают до полной аустенитизации структуры, затем проводят ее охлаждение в печи до температуры выдержки 735-740°C или на воздухе до комнатной температуры с последующим нагревом до температуры выдержки 735-740°C, при этом выдержку осуществляют для формирования двухфазной аустенитно-ферритной структуры, а охлаждение после выдержки ведут со скоростью, обеспечивающей неполное мартенситное превращение аустенита и формирование многофазной микроструктуры, после чего проводят высокотемпературный отпуск-старение при 550°C в течение 2-2,5 часов.
Изобретение относится к области металлургии. Для снижения магнитных потерь при повышении уровня магнитной индукции и обеспечения температурной устойчивости величины магнитных потерь в готовой листовой стали к последующему отжигу способ включает выплавку электротехнической стали, непрерывную разливку, горячую прокатку, холодную прокатку, обезуглероживающий отжиг, вторую холодную прокатку с получение листа конечной толщины, обработку лазером, нанесение защитного покрытия, высокотемпературный отжиг, нанесение электроизоляционного покрытия, выпрямляющий отжиг, при этом обработку лазером осуществляют с помощью источника непрерывного лазерного луча и источника импульсного лазерного луча, причем импульсный лазерный луч имеет меньший диаметр проекции на поверхность листа, чем непрерывный лазерный луч, и большее значение плотности энергии излучения в проекции на поверхность полосы стали, чем непрерывный лазерный луч, каждый линейный след лазерного воздействия образуют путем синхронизованного перемещения проекций непрерывного и импульсного лазерных лучей по поверхности листа с отставанием импульсного лазерного луча от непрерывного, причем воздействием непрерывного лазерного луча формируют осевую область линейного следа лазерного воздействия с литой структурой и периферийную область со структурой частичной рекристаллизации, а воздействием импульсного лазерного луча образуют в осевой области листа канавку с литой структурой. Лист имеет на поверхности линейные следы лазерного воздействия, расположенные параллельно друг другу под углом к направлению прокатки, каждый линейный след лазерного воздействия имеет осевую область с литой структурой шириной от 0,2 до 0,35 толщины листа и глубиной от 0,15 до 0,2 толщины листа и канавкой шириной от 0,05 до 0,1 толщины листа и глубиной от 0,05 до 0,1 толщины листа вдоль нее. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 ил.
Наверх