RU2556191C2 - Method of annealing of parts from alloyed cast iron - Google Patents
Method of annealing of parts from alloyed cast iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2556191C2 RU2556191C2 RU2013114881/02A RU2013114881A RU2556191C2 RU 2556191 C2 RU2556191 C2 RU 2556191C2 RU 2013114881/02 A RU2013114881/02 A RU 2013114881/02A RU 2013114881 A RU2013114881 A RU 2013114881A RU 2556191 C2 RU2556191 C2 RU 2556191C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- parts
- hours
- ferrite
- cast iron
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области термической обработки деталей из легированного чугуна с различной формой графита.The invention relates to the field of heat treatment of alloyed cast iron parts with various shapes of graphite.
Известен способ предварительной термической обработки азотируемых деталей из легированного чугуна с шаровидным графитом (патент на изобретение Российской Федерации №232 1645 МПК С21D 1/78, С21D 5/00, С23С 8/02, G01R 33/12,2006).A known method of preliminary heat treatment of nitrided parts of alloyed cast iron with spherical graphite (patent for the invention of the Russian Federation No. 232 1645 IPC C21D 1/78, C21D 5/00, C23C 8/02, G01R 33 / 12,2006).
Недостатком данного способа является то, что в деталях, имеющих в исходной структуре графит не только шаровидный формы, но и вермикулярной и пластинчатой формы и соответственно большое количество феррита, не обеспечивается минимальная деформация при азотировании и приходится компенсировать ее большой глубиной азотированного слоя и значительным припуском на механическую обработку азотированной поверхности.The disadvantage of this method is that in parts having graphite in the initial structure not only spherical in shape, but also in vermicular and lamellar forms and, accordingly, a large amount of ferrite, minimal deformation during nitriding is not ensured and it is necessary to compensate for it with a large nitrided layer and a significant allowance of machining of nitrided surface.
Задачей изобретения является получение в деталях из легированного чугуна с графитом различной формы и повышенным количеством феррита и цементита минимальной деформации при азотировании.The objective of the invention is to obtain in parts of alloyed cast iron with graphite of various shapes and an increased amount of ferrite and cementite with minimal deformation during nitriding.
Это достигается тем, что для деталей из чугуна, содержащего в структуре в исходном состоянии графит шаровидной формы, до 10% графита нешаровидной формы и до 20% феррита, термообработку проводят путем высокого отпуска при 560-580°С в течение 5-6 часов и старения при 520-540°С в течение максимально до 40 часов.This is achieved by the fact that for parts made of cast iron, containing spherical graphite in the initial state, up to 10% non-spherical graphite and up to 20% ferrite, the heat treatment is carried out by high tempering at 560-580 ° C for 5-6 hours and aging at 520-540 ° C for a maximum of 40 hours.
При содержании в структуре от 10 до 80% графита нешаровидной формы и от 20 до 85% феррита термообработку проводят путем аустенизации при 930-950°С в течение 5-8 часов, охлаждения со скоростью 5-15°С в секунду до температуры верхнего бейнита (500-600°С), изотермической выдержки при температуре 610-630°С не менее 30 минут, высокого отпуска при 560-580°С в течение 3-6 часов, старения при 520-540°С в течение максимально до 20 часов.When the structure contains from 10 to 80% non-spherical graphite and from 20 to 85% ferrite, heat treatment is carried out by austenization at 930-950 ° C for 5-8 hours, cooling at a speed of 5-15 ° C per second to the temperature of upper bainite (500-600 ° C), isothermal exposure at a temperature of 610-630 ° C for at least 30 minutes, high tempering at 560-580 ° C for 3-6 hours, aging at 520-540 ° C for a maximum of 20 hours .
При содержании в структуре от 10 до 80% графита нешаровидной формы, от 20 до 85% феррита и до 80% цементита термообработку проводят путем диффузионного отжига при 930-950°С в течение 3-5 часов, подстуживания в печи до 760-770°С, охлаждения на воздухе до 500-600°С, изотермической выдержки при 600-610°С в течение не менее 3 часов, а затем их подвергают термообработке по режиму для деталей, содержащих в структуре от 10 до 80% графита нешаровидной формы и от 20 до 85% феррита, а цементит отсутствует.When the structure contains from 10 to 80% non-spherical graphite, from 20 to 85% ferrite and up to 80% cementite, heat treatment is carried out by diffusion annealing at 930-950 ° C for 3-5 hours, cooling in an oven to 760-770 ° C, cooling in air to 500-600 ° C, isothermal exposure at 600-610 ° C for at least 3 hours, and then they are subjected to heat treatment according to the regime for parts containing in the structure from 10 to 80% of graphite of non-spherical shape and from 20 to 85% ferrite, and no cementite.
Дополнительно участки детали с наименьшей толщиной стенки подвергают деформационному наклепу накаткой роликами. Степень наклепа контролируют по изменению диаметров наружной и внутренней поверхностей. Оно должно достигать 0,03%. При азотировании вследствие терморелаксации остаточных напряжений от наклепа и их взаимодействия с напряжениями, образующимися в азотированном слое, обеспечиваются условия для уменьшения деформации детали.Additionally, parts of the part with the smallest wall thickness are subjected to deformation hardening by knurling with rollers. The degree of hardening is controlled by changing the diameters of the outer and inner surfaces. It should reach 0.03%. When nitriding due to thermal relaxation of residual stresses from hardening and their interaction with stresses generated in the nitrided layer, conditions are provided to reduce the deformation of the part.
Перед азотированием деталь фосфатируют для повышения абсорбционной способности азотируемой поверхности.Before nitriding, the component is phosphated to increase the absorption capacity of the nitrided surface.
Азотирование деталей из легированного чугуна с различной формой графита для уменьшения их деформации проводят при температуре 480-530°С в течение 30-4- часов, а затем при 510-530°С в течение 80-110 часов. Nitriding of parts from alloyed cast iron with various forms of graphite to reduce their deformation is carried out at a temperature of 480-530 ° C for 30-4 hours, and then at 510-530 ° C for 80-110 hours.
После азотирования на рабочей поверхности детали механической обработкой удаляют слой ε-фазы, одновременно обеспечивая требуемую чистоту поверхности и ее геометрию, а если она больше 0,03 мм, то применяют электрохимическое травление. После хонингования втулку фосфатируют, обеспечивая растравливание азотированной поверхности до 0,025 мм и способствуя тем самым проявлению высокой антизадирности и износостойкости гетерогенной структуры чугуна.After nitriding on the working surface of the part by machining, the ε-phase layer is removed, while ensuring the required surface cleanliness and geometry, and if it is more than 0.03 mm, then electrochemical etching is used. After honing, the sleeve is phosphated, providing etching of the nitrided surface to 0.025 mm and thereby contributing to the manifestation of high anti-seize and wear resistance of the heterogeneous structure of cast iron.
Примером применения предложенного способа является изготовление втулок цилиндров дизелей из чугуна с различной формой графита, легированного медью (0,4-0,6%) и молибденом (0,25-0,40%), имеющих размеры: диаметр внутренний 260 мм, диаметр наружный 285-339 мм, высота 520 мм.An example of the application of the proposed method is the manufacture of cylinder liners for diesels made of cast iron with various forms of graphite alloyed with copper (0.4-0.6%) and molybdenum (0.25-0.40%), having dimensions: inner diameter 260 mm, diameter outer 285-339 mm, height 520 mm.
Структура чугуна в литом состоянии перлитно-ферритная с включениями фосфидной эвтектики на стыках дендритов, а в ряде случаев имеются включения цементита.The cast iron structure is pearlitic-ferritic with inclusions of phosphide eutectic at the junctions of dendrites, and in some cases there are inclusions of cementite.
Перед термической обработкой структуру верха и низа втулок контролировали металлографически и коэрцитиметром на количество графита нешаровидной формы, феррита и цементита.Before heat treatment, the structure of the top and bottom of the bushings was monitored metallographically and with a coercimeter for the amount of non-spherical graphite, ferrite and cementite.
Втулки с шаровидным графитом и до 10% вермикулярным графитом и до 20% феррита после предварительной механической обработки подвергали высокому отпуску при 560-580°С в течение 5-6 часов, а перед азотированием - старению при 520-540°С в течение 20-40 часов.Bushings with spherical graphite and up to 10% vermicular graphite and up to 20% ferrite after preliminary mechanical treatment were subjected to high tempering at 560-580 ° C for 5-6 hours, and before nitriding, they were aged at 520-540 ° C for 20- 40 hours.
Втулки с шаровидным графитом и с 10-80% вермикулярного графита и с 20-85% феррита после предварительной механической обработки подвергали аустенизации при 930-950°С в течение 5-8 часов, охлаждению со скоростью 5-15°С в секунду всей втулки в масле в течение 10 секунд и дополнительное охлаждение в масле в течение 45 секунд бурта втулки (бурт располагается в подприбыльной части отливки, и количество графита нешаровидной формы и феррита в нем до 40% больше, чем в остальной части втулки). После охлаждения температура втулки достигала 500-600°С и ее переносили в печь с температурой 610-630°С и выдерживали не менее 30 минут, а после охлаждения до температуры цеха или сразу после изотермической выдержки втулки отпускали при 560-580°С в течение 3-6 часов.Bushings with spherical graphite and with 10-80% vermicular graphite and 20-85% ferrite after preliminary mechanical treatment were subjected to austenization at 930-950 ° C for 5-8 hours, cooling at a speed of 5-15 ° C per second of the entire sleeve in oil for 10 seconds and additional cooling in oil for 45 seconds of the collar collar (the collar is located in the profitable part of the casting, and the amount of non-spherical graphite and ferrite in it is up to 40% more than in the rest of the sleeve). After cooling, the temperature of the sleeve reached 500-600 ° C and it was transferred to a furnace with a temperature of 610-630 ° C and held for at least 30 minutes, and after cooling to the workshop temperature or immediately after isothermal exposure of the sleeve, it was released at 560-580 ° C for 3-6 hours.
Перед азотированием втулки с припуском 1-2 мм подвергали старению при 520-540°С в течение 10-20 часов. Под азотирование механическую обработку поверхности детали осуществляли с припуском, обеспечивающим при последующей после азотирования механической обработке удаление слоя ε-фазы.Before nitriding, the bushings with an allowance of 1-2 mm were subjected to aging at 520-540 ° C for 10-20 hours. Under nitriding, the machining of the surface of the part was carried out with an allowance that ensured the removal of the ε-phase layer during subsequent machining after nitriding.
Втулки с шаровидным графитом и с 10-80% графита нешаровидной формы, с 20-85% феррита и цементитом до 80% (втулки отливались не в форму, а центробежным способом) вначале подвергали диффузионному отжигу при 930-950°С в течение 5-6 часов, подстуживали с печью до 760-770°С, охлаждали на воздухе до 500-600°С, изотермически выдерживали при 600-610°С не менее 3-х часов, а затем их подвергали термической обработке по режиму для втулок с 10-80% графита нешаровидной формы и от 20 до 85% феррита.Bushings with spherical graphite and with 10-80% non-spherical graphite, with 20-85% ferrite and cementite up to 80% (the sleeves were cast not in a mold, but in a centrifugal way) at first they were subjected to diffusion annealing at 930-950 ° С for 5- 6 hours, cooled with an oven to 760-770 ° С, cooled in air to 500-600 ° С, isothermally kept at 600-610 ° С for at least 3 hours, and then they were subjected to heat treatment according to the regime for bushings with 10 -80% non-spherical graphite and from 20 to 85% ferrite.
Втулки с 50-80% графита нешаровидной формы и с 40-85% феррита подвергали деформационному наклепу накаткой роликами. Наклепу подвергались участки наружной поверхности с минимальной толщиной стенки (20-25 мм при максимальной толщине 45 мм).Bushings with 50-80% of non-spherical graphite and with 40-85% ferrite were subjected to deformation hardening by knurling with rollers. Parts of the outer surface with a minimum wall thickness (20-25 mm with a maximum thickness of 45 mm) were subjected to hardening.
Степень наклепа определяли по величине изменения диаметров наружной и внутренней поверхности, которое достигало 0,03%.The degree of hardening was determined by the magnitude of the change in the diameters of the outer and inner surfaces, which reached 0.03%.
Перед азотированием втулки фосфатировали в растворе солей «Мажеф» при 95-98°С в течение времени, обеспечивающем растравливание поверхности до 0,015 мм и небольшой слой фосфатов, что обеспечивает ей высокую абсорбционную способность при насыщении азотом.Before nitriding, the bushings were phosphated in the Majef salt solution at 95-98 ° C for a time providing surface etching to 0.015 mm and a small layer of phosphates, which provides it with high absorption capacity when saturated with nitrogen.
Азотирование втулок проводилось кругом, благодаря чему обеспечиваются высокие антизадирные свойства и износостойкость внутренней рабочей поверхности и высокая коррозионно-кавитационная стойкость наружной поверхности, омываемой водой при эксплуатации втулки.The nitriding of the bushings was carried out in a circle, which ensures high anti-seize properties and wear resistance of the inner working surface and high corrosion-cavitation resistance of the outer surface washed by water during operation of the bush.
На основании выполненных исследований применен следующий режим низкотемпературного азотирования в среде диссоциированного аммиака:Based on the studies performed, the following low-temperature nitriding regimen was applied in the medium of dissociated ammonia:
1-я ступень - 480-490°С, выдержка 30-40 часов. 2-я ступень - 510-530°С, выдержка 80-110 часов. Глубина азотированного слоя не менее 0,4 мм, твердость HV 520-600. Толщина ε-фазы - 0,015-0,05 мм. В зонах, расположенных вокруг включений фосфидной эвтектики (стыки дендритов), имеются нитриды, обеспечивающие максимальную твердость азотированного слоя. Увеличение внутреннего диаметра не превышало 0,03 мм, что позволило не шлифовать «зеркало» втулок, а подвергать только хонингованию.1st stage - 480-490 ° C, holding 30-40 hours. 2nd stage - 510-530 ° C, exposure 80-110 hours. The depth of the nitrided layer is not less than 0.4 mm, hardness HV 520-600. The thickness of the ε phase is 0.015-0.05 mm. In the zones located around the inclusions of phosphide eutectic (junctions of dendrites), there are nitrides providing the maximum hardness of the nitrided layer. The increase in the inner diameter did not exceed 0.03 mm, which made it possible not to grind the “mirror” of the bushings, but only to hon.
Механические свойства втулок: σв=55-70 кгс/мм2, δ≥1,5%, твердость НВ 229-285.The mechanical properties of the bushings: σ in = 55-70 kgf / mm 2 , δ≥1.5%, hardness HB 229-285.
После азотирования изменений в структуре не обнаружено.After nitriding, changes in the structure were not detected.
После окончательной механической обработки втулки фосфатировали, что обеспечило «зеркалу» втулки высокую адгезионную способность к впитыванию и сохранению смазки и лучшее использование особенностей гетерогенной структуры азотированного чугуна при трении и износе.After the final machining, the bushings were phosphated, which provided the sleeve “mirror” with high adhesive ability to absorb and preserve lubricant and better use of the heterogeneous structure features of nitrided cast iron during friction and wear.
Экономический эффект от применения данного изобретения получается за счет уменьшения расходов на термическую обработку, снижения трудоемкости механической обработки и увеличения ресурса работы втулок.The economic effect of the application of this invention is obtained by reducing the cost of heat treatment, reducing the complexity of machining and increasing the life of the bushings.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013114881/02A RU2556191C2 (en) | 2013-04-02 | 2013-04-02 | Method of annealing of parts from alloyed cast iron |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013114881/02A RU2556191C2 (en) | 2013-04-02 | 2013-04-02 | Method of annealing of parts from alloyed cast iron |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013114881A RU2013114881A (en) | 2014-10-10 |
RU2556191C2 true RU2556191C2 (en) | 2015-07-10 |
Family
ID=53379817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013114881/02A RU2556191C2 (en) | 2013-04-02 | 2013-04-02 | Method of annealing of parts from alloyed cast iron |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2556191C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1371983A1 (en) * | 1984-03-13 | 1988-02-07 | Волжское объединение по производству легковых автомобилей | Method of reconditioning cast iron camshafts |
RU2321645C1 (en) * | 2006-06-26 | 2008-04-10 | Открытое акционерное общество холдинговая компания "Коломенский завод" | Pretreatment method of nitrided parts of alloy cast iron with spheroidal graphite |
CN101560665A (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-21 | 滨州海得曲轴有限责任公司 | Fillet rolling and reinforcing technology of normalized nodular cast iron crankshaft |
CN102560330A (en) * | 2011-09-17 | 2012-07-11 | 浙江台州金陶机械制造有限公司 | Manufacturing method of nitrided piston ring used for natural gas |
CN102719829A (en) * | 2012-02-02 | 2012-10-10 | 山东常林机械集团股份有限公司 | Surface hardening malcomising process for ductile cast iron hydraulic part |
-
2013
- 2013-04-02 RU RU2013114881/02A patent/RU2556191C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1371983A1 (en) * | 1984-03-13 | 1988-02-07 | Волжское объединение по производству легковых автомобилей | Method of reconditioning cast iron camshafts |
RU2321645C1 (en) * | 2006-06-26 | 2008-04-10 | Открытое акционерное общество холдинговая компания "Коломенский завод" | Pretreatment method of nitrided parts of alloy cast iron with spheroidal graphite |
CN101560665A (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-21 | 滨州海得曲轴有限责任公司 | Fillet rolling and reinforcing technology of normalized nodular cast iron crankshaft |
CN102560330A (en) * | 2011-09-17 | 2012-07-11 | 浙江台州金陶机械制造有限公司 | Manufacturing method of nitrided piston ring used for natural gas |
CN102719829A (en) * | 2012-02-02 | 2012-10-10 | 山东常林机械集团股份有限公司 | Surface hardening malcomising process for ductile cast iron hydraulic part |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013114881A (en) | 2014-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Microstructure, wear behavior and surface hardening of austempered ductile iron | |
CN102888610A (en) | Thermal treatment method for internal spline gear with small modulus | |
CA1193948A (en) | Case hardening method for steel parts | |
US11905992B2 (en) | Crankshaft and method of manufacture | |
CN105039901A (en) | Carbonitriding bearing component, preparing method and spherical bearing with component | |
CN101775571A (en) | Process for producing large-scale diesel engine cam workpiece with high hardness and abrasive resistance | |
JP2013221199A (en) | Method for producing bearing ring of rolling bearing | |
CN103547699A (en) | Method of carbonitriding a steel component, the steel component and the use of the component | |
JP2003342636A (en) | Crawler belt bushing and its manufacturing process | |
RU2556191C2 (en) | Method of annealing of parts from alloyed cast iron | |
US9834837B2 (en) | Method and steel component | |
CN103215427A (en) | Heat treatment process of gauge block made of bearing steel | |
RU2597455C2 (en) | Method for treating component such as gearwheel | |
CN105238913A (en) | Pin shaft of engine timing chain and tufftriding process | |
CN104233319A (en) | Method for increasing carburizing and quenching hardness of chrome-nickel steel material | |
KR100727196B1 (en) | A constant velocity joint cage for vehicle and method for producing it | |
CN105714058A (en) | Thermal treatment process for bearing steel gauge blocks | |
CN106435348A (en) | Casting method of automobile engine cover | |
US9828650B2 (en) | Method of manufacturing a sliding camshaft | |
JP2004150527A (en) | Bearing part and its manufacturing method | |
CN105154630B (en) | A kind of high-voltage switch gear pipe valve preparation method and high-voltage switch gear pipe valve | |
Grum | Residual stresses in induction hardened steels | |
CN106636570A (en) | Heat treatment method for repairing of carburization pin bush | |
Toktaş et al. | Investigating the wear behaviour of induction hardened 100Cr6 steel | |
CN108070702A (en) | A kind of shock resistance bearing heat treatment process |