Способ нагрева слитков для ковки

 

>т=Есс . „..

1Я

ОПИСАН

29559Т

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ

Зависимое от авт. свидетельства №

МПК В 21j 1/06

Заявлено 06.lll.1969 (№ 1311438/25 с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 12.11.1971. Бн>ллетсш

Дата опубликования описания 1.1Ч

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621,77.073 (088.8) Авторы изобретения Я. М. Охрименко, К. В. Игнатьев, В. А. Тюрин и А. И. Гринюк

Московский институт стали и сплавов

Заявитель

СПОСОБ НАГРЕВА СЛИТКОВ ДЛЯ КОВКИ

Изобретение относится к области ковки крупных слитков и может быть использовано в кузнечно-прессовых цехах машиностроительных заводов для улучшения качества поковок и сокращения длительности нагрева.

Известен способ нагрева слитков для ковки, заключающийся в том, что слиток форсированно нагревают с перепадом температур по сечению в области повышенных темпера. тур. Однако этот способ нагрева не обеспечивает разности сопротивления деформации наружных и внутренних слоев, вследствие чего в центральных слоях слитка возникают большие растягивающие напряжения, которые приводят к разрыхлению сердцевины металла IIoковки.

Предложенный способ нагрева исключает указанные недостатки и значительно сокращает пребывание слитка в печи. Он отличается от известного тем, что слиток предварительно равномерно нагревают до температуры, соответствующей 0,2 температуры плавления, а затем производят форсированный нагрев поверхности слитка до температуры, соответствующей 0,7 — 0,75 температуры плавления материала по абсолютной шкале, для обеспечения наибольшей разности прочностных свойств металла по сечению. Это предотвращает возникновение внутренних дефектов осевой зоны слитков при ковке.

На фиг. 1 показан температурный режим поверхности слитков прп нагревах, биллетировании и осадке; обозначения приняты следующие: К вЂ” гомологическая температура плавления металла слитка (по абсолютной шкале); т — относительное время операций (за единицу принято время до окончания

10 операции осадки по предложенной технологии);

А — время нагрева слитка до верхнего предела ковочных температур IIQ поверхности;

15 ВС вЂ” время биллетированпя слитка;

CD — время нагрева слитка-заготовки под осадку;

DE — время выдержки слитка-загатовки под осадку;

20 EF — время осадки слитка-заготовки;

Т, — температура поверхности слитка перед посадкой в печь.

На фиг. 2 показа о распредсленпе напряжений и сопротивления деформации в сечении заготовки при бнллетированин по предполагаемому (а) н по известному (б) способам.

Справа показаны эпюры напряжений aI, в сечении слитка-заготовки 1, слева — эпюры сопротивления деформации металла = в за295597

15 висимости от температуры по сечению. Знаками (+) обозначены растягивающие напряжения, знаками (— ) — сжимающие.

Слиток с температурой поверхности T„„, (холодного или горячого посадя) подается в печь и нагревается в течение времения АВ (см. фиг. 1) до температуры, па поверхности соответствующей верхнему интервалу коночной температуры (0,70 — 0,75 т. пл. К). Осевая зона находится при более низкой температуре.

После этого слиток (см. фиг. 2a) выдается под пресс, производится закатка цапфы под патрон противовеса и биллетирование. В нижнем вырезном 2 и верхнем плоском 8 бойках металл внутренней недогретой сердцевины слип<а Ооладаст Оольш им сопротивлением деформации (см. эпюру о, 11а фиг. 2, а), вследствие чего практически не претерпевает деформации и способствует увеличению радиальных напряжений сжатия в поверхностных слоях слитка. Более благоприятное напряженное состояние сжатия в сочетании с повышенной (за счет перераспределения температур и сопротивления деформаций) локализацией течения металла в поверхностных слоях слитка обеспечивает оптимальные условия для создания пластичной оболочки — «рубашки» по сравнению с биллетированием равномерно нагретого слитка. Растягивающие напряжения о1, (см. фиг. 2, а), развивающиеся в осевой области поперечного сечения слитка, оказываются значительно меньше сопротивления деформации металла в этой зоне и не могут вызвать нарушения сплошности — появления трещин, надрывов, расслоений. 3а время биллетирования ВС температура поверхности слитка снижается. После биллетирования слиток нагревают в течение времени CD, затем выдерживают в печи в течение времени DE для выравнивания температуры по сечению, после чего осаи<ива1от. При этом за время ЕЕ температура поверхности билета уменьшается. Далее следуют нагревы и ковка по обычной технологии.

В известных технологических процессах после нагрева поверхности слитка до верхнего интервала ковочной температуры производится выдержка его в печи в течение времени для выравнивания темепратуры по всему сечению, после чего слиток биллетируется бойками 2 и 3 (см. фиг. 2, б). При биллетпровании равномерного нагретого по сечению слитка с оди5

50 каковым сопротивлением деформации по сечению (см. эпюру о, ) растягивающие напряжения, развивающиеся в осевой области сли1ка (см. эпюру о1,), зачастую вызывают появление кольцевых трещин и отрывов 4 или заметное разры.<ление металла в этой области.

Таким образом, в предложенном способе ковки обеспечивается более качественная IIpoработка поверхностных слоев металла, способных выполнить роль пластичной оболочки. Одновременно устраняется возможность растрескивания и разрыхления металла в осевой зоне, значительно (до 1,5 раз) сокращается время пребывания слитка в печи при нагреве для операций биллетирования и осадки. При ковке сложнолегированных и малопластичных сталей хорошая проработка нагретых с поверхности слоев приводит к лучшей гемогенизации металла и растворению карбидов в этих зонах прп следующем нагреве под осадку, что также увеличивает пластические свойства «оболочки» (поверхностных слоев слитка-заготовки).

В технологических процессах ковки крупны.; слитков с использованием нагревательных устройств, не обеспечивающих одинаковой тсмrIåðàòóðû верха и низа слитка со стороны подины и свода, окончание нагрева под биллетирование контролируется по нижней повер: ности слитка. Предупреждение искривления оси слитка в этом случае регулируется величиной подачи. Скорости нагрева слитков определяются маркой стали и тепловой мощностью печей.

Однако во всех случаях температура осевой зоны металла по предложенному режиму меньше, а сопротивление деформации выше, чем у поверхностных слоев, обжимаемых при биллетировании.

Предмет изобретения

Способ нагрева слитков для ковки, заключающийся в том, что слиток форсированно нагревают с перепадом температур по сечению, orsuuaiouIuuca тем, что, с целью устранения внутренних дефектов осевой зоны слитков при ковке и обеспечения наибольшей разности прочностных свойств материала по сечению, слиток предварительно равномерно нагревают до температуры, соответствующей 0,2 температуры плавления материала, а форсированньш нагрев поверхности слитка производят до температуры, соответствующей 0,7 — 0,75 температуры плавления материала.