RU2070582C1

RU2070582C1 - Aggregate for standardized steel thermal treatment

Info

Publication number: RU2070582C1
Application number: RU9292008194A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Гордиенко; Р.К. Гареев; М.В. Бобылев; В.Е. Гринберг; В.И. Саков
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Автонормаль"
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1992-11-25
Publication date: 1996-12-20

Abstract

FIELD: aggregate is used in metals and alloys thermal treatment for recrystallizing and spheroidizing annealing, hardening of standardized steel for production of two phased ferrite-martensite structure and improvement (hardening and tempering standardized steel. SUBSTANCE: aggregate has unwinding apparatus, heating apparatus, correcting apparatus, joints of deformation and cooling, inductor of tempering and winding apparatus Joint of deformation is made in the form of located before heating joint oxygen lance, in which preliminary deformation by 5 - 10 % is exercised, that is required to intensify diffusion processes before hardening. EFFECT: improved quality of standardized steel. 1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для термической обработки металлов и сплавов и может быть использовано преимущественно для рекристаллизационного, сфероидизирующего отжига, закалки калиброванной стали на двухфазную феррито-мартенситную структуру (ДФМС) и улучшения (закалки и отпуска) калиброванной стали, предназначенной для изготовления высокопрочных крепежных изделий методом холодной объемной штамповки (ХОШ). The invention relates to equipment for the heat treatment of metals and alloys and can be used mainly for recrystallization, spheroidizing annealing, quenching of calibrated steel on a two-phase ferrite-martensitic structure (DFMS) and improvement (quenching and tempering) of calibrated steel, intended for the manufacture of high-strength fasteners by the method cold forging (HOSH).

Традиционная технология проведения сфероидизирующего отжига стали предусматривает нагрев в колпаковой печи до температуры, равной А_c1+20-40^oC, выдержку около 24 часов и охлаждение со скоростью ≅0,5^oC/сек. Общая продолжительность отжига составляет 20-25 час. Технология закалки на двухфазную структуру предусматривает нагрев в межкритический интервал с последующим быстрым охлаждением стали, причем для обеспечения стабильности свойств необходимо точное поддержание температуры.The traditional technology of spheroidizing steel annealing involves heating in a bell furnace to a temperature equal to A _c1 + 20-40 ^o C, holding for about 24 hours and cooling at a rate of ≅0.5 ^o C / sec. The total duration of annealing is 20-25 hours. The quenching technology for a two-phase structure involves heating in the intercritical interval with subsequent rapid cooling of the steel, and to ensure the stability of the properties, accurate temperature maintenance is necessary.

Известна технология проведения рекристаллизационно-сфероидизирующего отжига с частичной фазовой перекристаллизацией, заключающаяся в нагреве выше А_c1 и последующем медленном (0,05-0,5^oC/сек) охлаждении. Преимуществом данной технологии является значительно меньшая продолжительность термической обработки по сравнению с обработкой в колпаковой печи. Известные в настоящее время технологические решения, обеспечивающие получение двухфазной феррито-мартенситной структуры калиброванной проволоки, предусматривают ее нагрев в бунтах в камерных печах, что не обеспечивает требуемой стабильности свойств. Аналогичные недостатки свойственны и для улучшения бунтов калиброванной стали при закалке и отпуске в камерных печах.A known technology for conducting recrystallization-spheroidizing annealing with partial phase recrystallization, which consists in heating above A _c1 and subsequent slow (0.05-0.5 ^o C / sec) cooling. The advantage of this technology is a significantly shorter duration of heat treatment compared to treatment in a bell furnace. Currently known technological solutions for obtaining a two-phase ferritic-martensitic structure of a calibrated wire provide for its heating in riots in chamber furnaces, which does not provide the required stability of properties. Similar disadvantages are also characteristic of improving the riots of calibrated steel during quenching and tempering in chamber furnaces.

Известно использование индукционного нагрева в линиях для термообработки проволоки, например в установках для индукционного нагрева проволоки (а.с. N 544686, кл. C 21 D 1/12 или а.с. N 899674, кл. C 21 D 1/10). It is known to use induction heating in lines for heat treatment of wire, for example, in installations for induction heating of wire (A.S. N 544686, class C 21 D 1/12 or A.S. N 899674, class C 21 D 1/10) .

Наиболее близким по существу является линия для термообработки проволоки, содержащая разматывающее, правильное, нагревательное, закалочное, тянущее и подматывающее устройства. Закалочное устройство состоит из двухкамерного спрейера, расположенного перед тянущим устройством, причем камера предварительного охлаждения снабжена патрубками для одновременного подвода воды и сжатого воздуха, а камера быстрого охлаждения патрубками для подвода воды. Данная линия позволяет получать ДФМС в калиброванной стали и изготавливать высокопрочные крепежные изделия без завершающего термоупрочнения (см. заявку N 493697/02 (041057), C 21 D 1/10). The closest is essentially a line for heat treatment of wire containing unwinding, straightening, heating, quenching, pulling and reeling devices. The quenching device consists of a two-chamber sprayer located in front of the haul device, the pre-cooling chamber equipped with nozzles for the simultaneous supply of water and compressed air, and the quick-cooling chamber with nozzles for the supply of water. This line makes it possible to obtain DFMS in calibrated steel and to manufacture high-strength fasteners without final heat strengthening (see application N 493697/02 (041057), C 21 D 1/10).

Недостатком данного оборудования при использовании для сфероидизирующего и рекристаллизационного отжига с частичной фазовой перекристаллизацией является невозможность обеспечения требуемых скоростей охлаждения (0,05-0,5^oC/с). К недостаткам использования оборудования следует отнести также невозможность проведения сложной термической обработки, в частности закалки с последующим отпуском, или циклической термообработки. В установке не предусмотрена возможность калибровки проволоки с небольшими (5-7) степенями обжатия, что необходимо для интенсификации процессов, происходящих при термообработке.The disadvantage of this equipment when used for spheroidizing and recrystallization annealing with partial phase recrystallization is the inability to provide the required cooling rates (0.05-0.5 ^o C / s). The disadvantages of using equipment should also include the impossibility of complex heat treatment, in particular quenching with subsequent tempering, or cyclic heat treatment. The installation does not provide for the possibility of calibrating wire with small (5-7) degrees of compression, which is necessary to intensify the processes that occur during heat treatment.

Устранение этих недостатков достигается тем, что для обеспечения возможности проведения отжига, закалки на ДФМС и улучшения на одной линии установка снабжена фильерой, расположенной перед подающим устройством, где происходит предварительная деформация на 5-10 необходимая для интенсификации диффузионных процессов перед закалкой, а также введен дополнительно второй индуктор для проведения отпуска после закалки калиброванной стали. Наличие второго индуктора позволит также проводить в случае необходимости циклическую термообработку с двумя аустенизациями. Данная компановка установки придает ей универсальность и позволяет проводить различные типы термообработки (отжиг, закалку, отпуск) без существенной ее переналадки. На чертеже представлен общий вид установки, где 1 разматывающее устройство, 2 фильера, 3 правильно-толкающее устройство, 4 индуктор, 5 - сменный блок охлаждения, 6 второй индуктор и 7 сматывающее устройство. The elimination of these shortcomings is achieved by the fact that to enable annealing, quenching on DFMS and improvement on one line, the installation is equipped with a die located in front of the feeding device, where a preliminary deformation of 5-10 is necessary to intensify diffusion processes before quenching, and it is also introduced a second inductor for tempering after quenching of calibrated steel. The presence of a second inductor will also allow, if necessary, a cyclic heat treatment with two austenizations. This arrangement of the unit gives it versatility and allows for various types of heat treatment (annealing, hardening, tempering) without significant readjustment. The drawing shows a General view of the installation, where 1 unwinding device, 2 dies, 3 correctly pushing device, 4 inductor, 5 - replaceable cooling unit, 6 second inductor and 7 reeling device.

Установка работает следующим образом. С разматывающего устройства 1 пруток поступает через фильеру 2 на правильно-толкающее устройство 3, затем проходит через индуктор 4, где нагревается. Далее пруток поступает в сменный блок охлаждения 5, где при проведении рекристаллизационно-сфероидизирующего отжига пруток медленно охлаждается до температуры порядка 550^oC, а в случае закалки на ДФМС охлаждается сначала водовоздушной смесью в камере предварительного охлаждения, а затем водой в камере быстрого охлаждения. Далее пруток попадает во второй индуктор 6, где предусмотрен либо нагрев в аустенитную область (в случае проведения циклической обработки), либо нагрев до Т≅А_с3 ( в случае проведения отпуска). Далее пруток подается в сматывающее устройство 7, где в случае проведения отжига обеспечиваются требуемый условия охлаждения.Installation works as follows. From the unwinding device 1, the rod enters through the die 2 to the correct pushing device 3, then passes through the inductor 4, where it heats up. Next, the rod enters the interchangeable cooling unit 5, where during the recrystallization-spheroidizing annealing, the rod is slowly cooled to a temperature of about 550 ^o C, and in the case of quenching on DFMS, it is first cooled with a water-air mixture in a preliminary cooling chamber, and then with water in a quick cooling chamber. Next, the rod enters the second inductor 6, where either heating to the austenitic region (in the case of cyclic treatment) or heating to T доA _c3 (in the case of vacation) is provided. Next, the bar is fed into the rewinder 7, where, in the case of annealing, the required cooling conditions are provided.

Внедрение предлагаемой установки для сфероидизирующего отжига, закалки на ДФМС и улучшения калиброванной стали позволит отказаться от низкопроизводительных колпаковых печей, применяемых в настоящее время для отжига и закалки стали перед холодной объемной штамповкой, повысит качество термообработанной стали и значительно улучшит условия эксплуатации. The introduction of the proposed installation for spheroidizing annealing, quenching on DFMS and improving calibrated steel will make it possible to abandon the low-performance bell furnaces currently used for annealing and quenching steel before cold forging, will increase the quality of heat-treated steel and significantly improve operating conditions.

Claims

A heat treatment installation for calibrated steel, comprising an unwinding device, a correct device, a heating unit, deformation and cooling units, a tempering inductor and a winding device, characterized in that the deformation unit is made in the form of a die and is located in front of the heating unit.