Способ изготовления калиброванной стали для холодной высадки

 

Ю. С. Чернобривенко, В. А. Савченко, В. Л =1Икбаев

А. П. Лохматов, В. И. Биба, Я. Н. Малино а, и В. Г. Черниченко (,72) Авторы изобретения

Л Н Багнюк

1 А

Б, " :.:: - .Институт черной металлургии (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАЛИБРОВАННОЙ СТАЛИ

ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ВЫСАДКИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к прокатному производству и термической обработке сталей для холодной высадки.

Известен способ изготовления icaлиброванной стали для холодной высадки, обеспечивающий получение структуры зернистого перлита и, как результат, повышенную деформируемость при осадке в холодном состоянии, включающий горячую прокатку, травление, подготовку поверхности волочением со степенью деформации 25-30Х за один проход и сфероидизирующий отжиг 1).

Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает высокой производительности ввиду большой длительности сфероидизирующего дтжига, ° Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления калиброванной стали для холодной высадки, включающий горячую прокатку, охлаждение со скоростью больше критической до 750-500 С и далее на воздухе, травление, подготовку поверхности, волочение оо степенью деформации 21-40Х отжиг и охлаждение на воздухе 52g.

Изготовление калиброванной стали по этому способу обеспечивает холодную осадку до 1/3 первоначальной высоты, однако, в настоящее время, это10 го недостаточно. Растущие потребности машиностроения предъявляют повышение деформируемости — осаживаемости стали в холодном состоянии до 1/4 и даже

1/5 первоначальной высоты, 1j

Цель изобретения - повышение деформируемости стали при осадке в холодном состоянии.

Поставленная цель достигается тем, 20 что в известном способе изготовления калиброванной стали для холодной высадки, включающем горячую прокатку, охлаждение со скоростью больше криты ческой до 760-550 С и далее на воздухе о травление, подготовку поверхности, волочение эа один проход или экструзию, отжиг и охлаждение на воздухе, волочение за один проход на экструзию производят со степенью деформа5 ции 41-92Х, а отжиг осуществляют ступенчато; вначале при 850-910 С с выдержкой 5-10 мин а з.тем при 6806900С с выдержкой 1-1,5 ч.

Деформирование в холодном состоянии со степенью деформации 41-90Х за один проход увеличивает скорость сфероидизации при последующем отжиге. Это достигается благодаря тому, что при таких степенях деформации пластины цементита изгибаются дро-!

Э бятся в них, и в прилегающем феррите возникает множество дефектов упаковки скопления дислокаций и микротрещины.

Этим уменьшается стабильность структуры перлита. Образовавшиеся в феррите и цементите после больших деформаций нарушения кристаллической решетки ускоряют сфероидизацию. Волочение со степенью деформации менее 41Х не, позволяет достаточно деформировать перлит, чтобы получить эффект ускорения сфероидизации, а волочение со степенью деформации, выше 90Х не может быть выполнено из-за технических труднос30 тей его реализации.

В настоящее время на сечениях не выше 8 мм можно осуществить волочение со степенью деформации до 55Х, и использовать методы экструзии до 92Х, Деформация свыше 55Х нами имитировалась в лабораторных условиях при осадке образцов с целью отработки на них . оптимальных температур отжига и времени выдержки. Критерием сопостави40 мости лабораторных образцов с образцами, прошедшими волочение, является наличие в их структуре 90-100Х зернистого перлита, Большие деформации ускоряют про45 цесс сфероидизации при последующем отжиге, однако общая продолжительность отжига может быть еще более сокращена применением ступенчатого отжига. Его особенность заключается в том, что нагрев на первой ступени осущест50 вляется до температур, превышающих точку А, непродолжительная выдержка при этой температуре, охлаждение и вы876743 держка при уже известных температурах сфероидизируюшего отжига (вторая ступень) . Температура первой ступени отжига зависит от состава. стали и практически изменяется в интервале 850910 С.

При нагреве на первой ступени отжига (850-910 С) происходит превращение перлита и феррита в аустенит, однако, в случае непродолжительной выдержки при этих температурах сохраняется недорастворившийся цементит или неоднородность аустенита, что и обусловливает ускоренный распад его по абнормальному механизму с образованием структуры зернистого перлита на следующей ступени отжига, В случае нагрева ниже 8500Ñ и выдержке менее

10 мин не происходит достаточное превращение феррита в аустенит. При нагреве до температуры свыше 910О".. и выдержке более 5 мин полностью растворяется цементит и устраняется неоднородность аустенита; влияние комплекса предшествующих операций на сфероидизацию цементита практически исчезает, После нагрева и выдержки на первой ступени отжига следует охлаждение со скоростью 100-120 град/мин до тем,пературы второй стадии отжига 680690 С. Сфероидизация завершается за

l-I,5 ч. При выдержке на второй ступени менее 1 ч не успевает завершиться процесс сфероидизации, а выдержка более 1,5 ч практически бесполезна, так как процесс завершился.

Пример. Подкат стали 35 сечением 6.мм от температуры конца прокатки охлаждается в многосекционной установке ускоренного охлаждения до

600 С, далее на воздухе. Затем следует травление, подготовка поверхности к волочению, волочение за один проход со степенью деформации 47Х. Отжиг производился на первой ступени при 8800С с выдержкой в течение 8 мин охлаждение со скоростью 100-120 град/ яин до температуры второй ступени 6900С и выдержка при этой температуре в течение 1,5 ч. Аналогичным образом обрабатывается сталь 35 при различных режимах отжига, Полученные данные сведены в таблицу., 876743

Время выдержки на второй Осадок в холодном состоянии

Первая ступень отжига.

Температура (числитель) и время (знаменатель) отжига, 1 С/мин ступени отжига при 680690 0С, ч 1/3

1/6

1/4 1/5

Предлагаемый способ

1,5. 850

1,0

1,5

880, 880

5 10

0,8

1,0

1,0

1,5

Известный способ

П р и м е ч а н и е, + вьщержалы осадку до первоначальной высоты. — не выдержали осадку до первоначальной высоты.

Из таблицы следует, что оптимальным вариантом отжига является: на первой ступени нагрев до 850-910 С и выдержка при этой температуре 5-.

10 мин,а выдержка на второй ступени должна составлять 1-1,5 ч.

Испытывались обработанные по раз-. личньм вариантам предлагаемого способа технологические пробы стали 35 на осаживаемость в холодном состоянии до !/3, 1/4, 1/5 первоначальной высоты. Для сравнения испытывалась сталь 35, обработанная по чзвестному способу. В результате при осадке в холодном состоянии до 1/3 первоначальной высоты из 10 испытанных образцов 2 не;выдержали . осадку, При испытании 10 образцов на осадку до

1/4 первоначальной высоты осадку не выдержал ни один.

Из приведенных данных видно, что

40 предлагаемый способ производства спокойных среднеуглеродистых сталей для холодной высадки повышает их деформируемость в холодном состоянии с

4 1/3 первоначальной высоты до 1/5.

Использование предлагаемого способа позволяет уменьшить количество брака при изготовлении метизных изделий методом холодной высадки, повысить стойкость холодновысадочного инструмента и увеличить качество изделий, а также позволяет значительно сократить общую продолжительность отжига, Увеличение деформируемости стали в холодном состоянии с 1/3 до I/5 первоначальной высоты потребует приплат за пластичность на 47 от стойкЬсти, что

,составляет 10-12 руб./т.

876743

Формула изобретения

Составитель Д. Секей

Редактор Н, Безродная ТехредЖ.Кастелевйч Корректор О. Билак

Заказ 9518/34 Тираж 621- Подписное

ВНИИПИ Государственного, комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ изготовления калиброванной стали для холодной высадки, преимущественно из спокойных среднеуглеродис-. тых марок сталей, включающий горячую прокатку, охлаждение со скоростью больше критической до 760=550 С и далее на воздухе,.травление, подготовку поверхности, волочение sa один про- 10 ход или экструзию на требуемый диаметр, отжиг и охлаждение на воздухе,.о т л и ч а ю щ и й,с я тем, что, с целью повышения деформируемости стали при осадке в холодном состоянии волочение за один проход нли экструзию производят со степенью деформации 41-92Х а отжиг осуществляют ступенчато: вначале нри 850-910 С с выдержкой 5-10 мин, а .затем при 680690 С с выдержкой 1-1,5 ч.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Шахназов Х. С. Производство метизов, М., "Металлургия",1977, с.281.

2. Авторское свидетельство СССР

У 588245,, кл. С 21 0 1/78, 1976.