Способ термообработки оправок трубопрокатных станов

Авторы патента:

Буренков Александр Евгеньевич (RU)

Кулик Георгий Николаевич (RU)

Смирнова Ангелина Григорьевна (RU)

Комаишко Сергей Георгиевич (RU)

Шахмин Сергей Иванович (RU)

Меликян Гарник Аронович (RU)

Пинягин Сергей Александрович (RU)

Моисей Михаил Вильгельмович (RU)

C21D9/28 - гладких валов

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	σ_в, кгс/мм²	σ_02, 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.

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

Ось из бесшовной трубы для железнодорожного транспортного средства и способ изготовления оси из бесшовной стальной трубы для железнодорожного транспортного средства // 2487951

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.

Способ плазменной обработки тела вращения // 2482195

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

Подвижный элемент стенки в форме стержня выпускного клапана или поршня для двигателя внутреннего сгорания и способ изготовления такого элемента // 2434146

Способ поверхностного упрочнения цилиндрических деталей из закаливающихся сплавов // 2431684

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

Способ термосиловой обработки длинномерных осесимметричных деталей // 2387719

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

Устройство для термосиловой обработки осесимметричных деталей // 2381282

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

Устройство для термосиловой обработки осесимметричных деталей // 2381281

Способ упрочнения рабочей поверхности стальных деталей // 2374332

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

Полуавтомат для непрерывно-последовательной закалки цилиндрических деталей индукционным нагревом // 2266339

Изобретение относится к полуавтомату для непрерывно-последовательной закалки цилиндрических деталей одинакового сечения индукционным нагревом - шейки валов, пальцев трактора, биттеров трубок.

Способ термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт // 2511136

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.

Нагревательное устройство, устройство для термообработки и способ нагрева // 2510996

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.

Способ формирования износостойкого покрытия деталей // 2510319

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.

Лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой // 2509813

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.

Текстурованный лист электротехнической стали и способ его получения // 2509163

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.

Способ производства деталей из стальных отливок // 2509162

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.

Способ прогнозирования степени охрупчивания теплостойких сталей // 2508532

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

Шестерня и способ ее изготовления // 2507298

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению шестерней для приводных поездных систем, используемых для передачи высокого крутящего момента.

Способ термической обработки конструкционных сталей на высокопрочное состояние // 2506320

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.

Способ комплексной термической обработки стали // 2503726

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.

Способ производства листовой электротехнической анизотропной стали и листовая электротехническая анизотропная сталь // 2514559

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.