CZ305175B6 - Způsob výroby ocelových dílů - Google Patents

Abstract

Způsob výroby ocelových dílů, který využívá tvorbu vícefázové struktury v kalicí lázni, kdy teplota M.sub.f.n. oceli leží pod teplotou teploty varu vodního kalicího média. Polotovar je z teploty austenitu zachlazen ve vodním kalicím médiu a bezprostředně poté je provedena stabilizace austenitu při teplotách vyšších, než je teplota M.sub.f.n. použité oceli. Teplota konce tvorby martenzitu (M.sub.f.n.) zpracovávané oceli se nachází pod teplotou teploty varu kalicího média.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby tvářených ocelových dílů, jejichž teplota Mf leží pod teplotou varu vodního kalicího média, metodou využívající tvorbu vícefázové struktury částečným zakalením ve vodní lázni a stabilizací zbytkového austenitu.

Dosavadní stav techniky

Zatepla tvářené ocelové díly jsou vyráběny z polotovarů, které jsou plastickou deformací přepracovány na požadovaný tvar součásti. Poté je zpravidla nutno modifikovat strukturu součásti tak, aby byly dosaženy vhodné mechanické vlastnosti. Často je k tomu používán proces kalení, nebo častěji kombinace kalení a popouštění, a to v různých variantách a využití různých parametrů podle použitého materiálu a podle požadované výsledné struktuiy. Výslednou strukturou po kalení je zpravidla martenzit, který vykazuje sice vysokou pevnost, ale má velmi nízkou tažnost. To představuje problém při namáhání součástí, které se mohou při provozním namáhání snadno a nepředvídatelně poškodit lomem. Proto je zpravidla martenzitická struktura po kalení následně popouštěna. Tím vzniká specifická struktura bainitu, nazývaná rovněž jako sorbit. Tímto postupem zpracování se sice poněkud snižuje pevnost materiálu, ale zároveň se zvyšuje tažnost, která je důležitá pro dosažení požadované provozní bezpečnosti součástí. V nedávné minulosti byly vyvinuty procesy, které umožňují dosáhnout tažností kolem 10 % i u vícefázových martenzitických struktur, avšak jejich technické využití je technicky velmi komplikované, neboť kalení musí být přerušeno při definovaných teplotách, zpravidla kolem 250 °C. Poté musí být provedeno temperování při teplotách kolem 300 °C. Pro takový postup je nutno používat speciální postupy a média, jako je kupříkladu kalení do solných lázní. Tyto postupy vyžadují speciální, velmi často komplikovaná řízení, energetické náklady a představují i značnou ekologickou zátěž spojenou s využíváním kalicích médií. Navíc je nutno provádět čištění povrchu výrobků od zbytků kalicích médií nebo zavádět opatření, aby použitá média na produktech neulpívala. Je známo řešení v patentovém dokumentu DE 1 450 228, které popisuje způsob výroby řetězových čepů pouzdrového ložiska, při kterém se ocel po ohřevu na teplotu 870 až 900 °C kalí ve vodní lázni a následně se popouští v peci při teplotě 232 °C po dobu 70 minut.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky používaných způsobů výroby odstraňuje způsob výroby charakteristický tím, že je ocelový polotovar z teploty austenitu zachlazen v temperované vodní lázni, která může být modifikována přídavkem polymeru. Poté je výrobek z lázně vyjmut a bezprostředně poté je prováděna stabilizace jeho struktury za teploty poněkud vyšší, než byla teplota kalení. Tato stabilizace je provedena například v průběžné peci, ve které se výrobek zároveň vysuší. Po několikaminutové stabilizaci se výrobek nechá vychladnout na teplotu okolí. Podmínkou pro využití tohoto postupu je, že teplota konce tvorby martenzitu (Mf) zpracovávané oceli by měla ležet přibližně v rozmezí mezi 20 a 95 °C.

Příklady uskutečnění vynálezu

Polotovar z oceli o složení viz tab. 1 je z teploty 950 °C vložen do vodního chladicího média o teplotě 70 °C. Tím dojde k neúplnému zakalení. Poté, co proběhne vychlazení polotovaru na teplotu kalicího média nebo na teplotu blízkou této teplotě, je polotovar přemístěn do průběžné pece s teplotou 150 °C, ve které setrvá 300 až 600 vteřin. Poté je z pece vyjmut a vychlazen na teplotu okolí.

- 1 CZ 305175 B6

c	Si	Mn	Cr	Ni	Ms [°C]	Mf[°C]
0,43	2	2,5	1,33	1	198	66

Tab. 1: Chemické složení materiálu v procentech

Průmyslová využitelnost

Vynález lze široce uplatnit v oblasti metalurgického zpracování polotovarů z oceli, zejména při výrobě ocelových dílů především pro strojírenský průmysl.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (1)

1. Způsob výroby ocelových dílů metodou využívající tvorbu vícefázové struktury, skládající se ze zákalné složky a austenitu, částečným zakalením v kalicí lázni, přičemž teplota Mf oceli leží pod teplotou teploty varu vodního kalicího média, vyznačující se tím, že polotovar je z teploty austenitu zachlazen ve vodním kalicím médiu na teplotu chladicího média a bezprostředně poté je provedena stabilizace austenitu ohřevem na teplotu vyšší, než je 150 °C, ve které setrvá 300 až 600 vteřin, přičemž teplota konce tvorby martenzitu (Mf) zpracovávané oceli se nachází pod teplotou teploty varu kalicího média.