RU2112811C1

RU2112811C1 - Method of low-deformation hardening after nitrocementation

Info

Publication number: RU2112811C1
Application number: RU96119897A
Authority: RU
Inventors: Л.П. Карпов; А.Г. Суханцев
Original assignee: Комбинат "Электрохимприбор"
Priority date: 1996-10-03
Filing date: 1996-10-03
Publication date: 1998-06-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention relates to manufacturing parts with nitrocementation (cementation) with low allowances for mechanical conversion after heat treatment. Cooling time from austenitization temperature to 100 C is determined for one part belonging to serial manufacture party. The part is hardened in cold oil to 100 C, transferred into boiling water, held there for 10- 15 min, and then cooled in air. EFFECT: extended production possibilities of low-deformation hardening in oil and reduced strains. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при термообработке деталей из низкоуглеродистых или среднеуглеродистых экономнолегированных сталей, изготавливаемых с поверхностным упрочнением нитроцементацией или цементацией. Способ предусматривает малодеформационную закалку и основан на различии температур начала (Мн) мартенситного превращения стали сердцевины детали и поверхностного диффузионного слоя. При этом Мн сердцевины всегда выше, чем Мн слоя и при закалке превращение аустенита начинается прежде всего в сердцевине. The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in the heat treatment of parts from low-carbon or medium-carbon economically alloyed steels made with surface hardening by nitrocarburizing or cementation. The method involves low-strain hardening and is based on the difference in the temperatures of the onset (Mn) of the martensitic transformation of the steel of the core of the part and the surface diffusion layer. In this case, the Mn of the core is always higher than the Mn of the layer, and upon quenching, the transformation of austenite begins primarily in the core.

Известен способ закалки в горячих средах с температурой 75 - 200^oC, с незначительной выдержкой в этой среде (несколько минут), с последующим охлаждением в холодной воде или не воздухе [1].A known method of quenching in hot environments with a temperature of 75 - 200 ^o C, with a slight exposure in this environment (several minutes), followed by cooling in cold water or not air [1].

Наиболее близким техническим решением к изобретению является известный способ малодеформационной закалки после нитроцементации деталей из экономнолегированных сталей, включающий аустенизацию, охлаждение в холодном масле [2]. The closest technical solution to the invention is a known method of low-strain hardening after nitrocarburizing parts from economically alloyed steels, including austenization, cooling in cold oil [2].

Техническим результатом изобретения является снижение термических напряжений и напряжений структурных от частичного превращения в сердцевине. The technical result of the invention is to reduce thermal stresses and structural stresses from partial transformation in the core.

Технический результат достигается применением для малодеформационной закалки холодного масла, выдержкой деталей в масле в течение времени, необходимого для охлаждения до температуры ниже Мн стали сердцевины детали, но не ниже 100^oC (это время заранее определяется опытным путем на одной детали из партии), переносом деталей из масла в кипящую воду, выдержкой в кипятке для снятия термических напряжений и напряжений структурных от частичного превращения в сердцевине, дальнейшее охлаждение на воздухе.The technical result is achieved by applying cold deformation for hardening of cold oil, holding the parts in oil for the time necessary to cool to a temperature lower than Mn of the steel core of the part, but not lower than 100 ^o C (this time is preliminarily determined empirically on one part from the batch), transfer parts from oil to boiling water, holding in boiling water to relieve thermal and structural stresses from partial transformation in the core, further cooling in air.

Для реализации способа выполняют следующие операции. To implement the method perform the following operations.

Определяют время охлаждения детали в холодном масле от температуры аустенизации до 100^oC. Для этого, например, берут одну деталь из партии, прикрепляют к ней термопару и, используя вторичный прибор, определяют заданное время. Нагревают детали для аустенизации. Охлаждают (закаливают) детали в холодном масле, выдерживая в течение времени, необходимого для снижения температуры до 100^oC. Переносят детали в кипящую воду, где выдерживают 10 - 15 мин. Выгружают детали из кипятка и охлаждают на воздухе.Determine the cooling time of the part in cold oil from the temperature of austenization to 100 ^o C. For this, for example, take one part from the party, attach a thermocouple to it and, using a secondary device, determine the set time. Heats parts for austenitization. The parts are cooled (quenched) in cold oil, keeping for the time necessary to reduce the temperature to 100 ^o C. Transfer the parts to boiling water, where they stand for 10 - 15 minutes. Unload parts from boiling water and cool in air.

Способ проверен практически при закалке после нитроцементации ножей из среднеуглеродистой экономнолегированной стали толщиной рабочей части 16 мм. Сравнивалась твердость поверхности диффузионного слоя и сердцевины деталей при закалке в холодном масле с непрерывным охлаждением до температуры масла и с охлаждением предлагаемым способом (до 100^oC в холодном масле, перенос в кипяток, выдержка 10 - 15 мин, охлаждение на воздухе). Скорость, показанная в табл.1, дана после закалки и отпуска 400^oC.The method was tested practically during hardening after nitrocarburizing knives of medium-carbon economically alloyed steel with a working part thickness of 16 mm. The surface hardness of the diffusion layer and the core of the parts was compared during quenching in cold oil with continuous cooling to oil temperature and with cooling by the proposed method (up to 100 ^° C in cold oil, transfer to boiling water, holding for 10-15 minutes, cooling in air). The speed shown in table 1, is given after quenching and tempering 400 ^o C.

Деформация ножей при охлаждения в холодном масле (неплоскостность) или равнялась 0,2 мм, или несколько превышала. При охлаждении предлагаемым способом деформации была менее 0,2 мм. The deformation of the knives during cooling in cold oil (non-flatness) either equaled 0.2 mm, or slightly exceeded. When cooling the proposed method of deformation was less than 0.2 mm

Дополнительно деформация проверена на образцах стали 40Х при закалке после нитроцементации на глубину до 1 мм в среде пиролиза триэтаноламина. Образцы диаметром 16 мм и длиной 70 мм имели 1 продольную лыску глубиной 6 мм. Additionally, the deformation was tested on samples of steel 40X during quenching after nitrocarburizing to a depth of 1 mm in the environment of pyrolysis of triethanolamine. Samples with a diameter of 16 mm and a length of 70 mm had 1 longitudinal flank 6 mm deep.

По 3 образца закаливали в холодном масле (N 4, 5, 6) и по предлагаемому способу (N 1, 2, 3). Результаты определения деформации показаны в табл.2. 3 samples were quenched in cold oil (N 4, 5, 6) and by the proposed method (N 1, 2, 3). The results of the determination of deformation are shown in table 2.

Как видно из таблицы 2, деформация образцов меньше при закалке по предлагаемому способу (0,064 мм), чем при обычной закалке в масле (0,088 мм) при точности измерения 0,001 мм Различие средних статистических значимо. As can be seen from table 2, the deformation of the samples is less during quenching by the proposed method (0.064 mm) than with conventional quenching in oil (0.088 mm) with a measurement accuracy of 0.001 mm. The difference in statistical averages is significant.

Технический результат реализации предлагаемого способа заключается в возможности снижения деформации закаливаемых деталей. Это позволяет снижать технологический припуск металла, сохраняя диффузионный слой от шлифовки при ликвидации кривизны закаленных деталей. Сохраняя самый твердый поверхностный слой, возможно обеспечивать высокую износостойкость, контактную выносливость деталей, упрочняемых нитроцементацией с последующей закалкой. Применение холодного масла без его подогрева позволяет снижать пожароопасность и улучшать экологические условия работы. The technical result of the implementation of the proposed method lies in the possibility of reducing the deformation of the hardened parts. This allows you to reduce the technological allowance of the metal, keeping the diffusion layer from grinding while eliminating the curvature of hardened parts. Keeping the hardest surface layer, it is possible to provide high wear resistance, contact endurance of parts hardened by nitrocarburizing followed by hardening. The use of cold oil without heating allows you to reduce fire hazard and improve environmental working conditions.

Возможность осуществления способа подтверждается наличием в комплекте оборудования термических участков и цехов масляной закалочной ванны, бака с кипящей водой, применяемой для промывки деталей на участке светлой закалки. The possibility of implementing the method is confirmed by the presence in the equipment set of thermal sections and workshops of an oil quenching bath, a tank with boiling water, used to wash parts in the bright quenching section.

На участках имеются такие термопары и вторичные приборы для оценки температуры детали при определении времени охлаждения в масле до 100^oC.In the areas there are such thermocouples and secondary devices for evaluating the temperature of the part when determining the cooling time in oil to 100 ^o C.

Claims

Method of melodic formation hardening after nitrocarburizing of parts from economically alloyed steels, including austenization, cooling in cold oil, characterized in that the cooling time of the parts in cold oil from the austenization temperature is preliminarily determined, after austenization, the part is cooled for a certain time to 100 ^o C, the part is transferred in boiling water, incubated for 10 - 15 minutes and cooled in air.