SU1271902A1 - Способ управлени термической обработкой издели - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области термической обработки. Цель изобретени  - повышение качества закалки, CjiuHocTb изобретени  заключаетс  в том, что при зака.псе издели  скорость его охлаждени  измен ют в зависимости от величи)1ы элерстрнческого сопротивлени , при этом момент по влени  троостита определ ют по изменению знака первой производной издели  во времени. 3 ил.

Description

Изобретение относится к термической обработке сплавов.

Цель изобретения - повышение качества закалки сплавов путем предотвращения возникновения троостита. 5 На фиг. 1 представлена схема устройства для регулирования скорости .охлаждения; на фиг. 2 и 3 - графики функций электросопротивления сплава ; и их производные при закалке с раз- 10 личными скоростями охлаждения.

Схема содержит закалочный бак 1 с охлаждающей жидкостью 2. В баке 1 размещен лоток 3, по которому движутся детали 4. В лотке 3 установлен 15 датчик 5 электросопротивления, подключенный к блоку 6 дифференцирования, который присоединен к пороговому устройству 7, связанному с блоком 8 управления. Блок 8 управления управ- 20 ляет насосом 9. Последний подает охлаждающую жидкость 2 в спрейер 10, который создает душирующий поток 11 охлаждающей жидкости 2 на детали 4.

На фиг. 2 представлены функции 25 электросопротивления сплава при скоростях охлаждения больше критической (кривая А), близкой к критической (кривая Б), меньше критической (кривая В) . 30

Кривые изменения электросопротивления во время охлаждения получают при закалке образцов из стали.

Из фиг. 2 видно, что закалку образцов начинают и заканчивают с на'перед заданных значений электросоп-. ротивления.

Обычно заКалку осуществляют по :электросопротивлению при скоростях охлаждения выше критической, что приводит к удовлетворительному качеству термообработки, но при скоростях охлаждения, близких или меньших критических, термообработку сплава · получают неудовлетворительной. При этом всякий раз достигается заданное на конец· охлаждения электросопротивление .

При анализе кривых Б и В (фиг.2) устанавливают неравномерность измене- 5° ния функции электросопротивления. Причем на кривой Б виден ярко выраженный скачек функции электросопротивления. Неравномерность функции электросопротивления объясняется 55 тем, что при скоростях охлаждения, близких или меньших критических, не подавляется перлитное превращение.

Фазовое превращение аустенита в перлит приводит к значительному возрастанию электросопротивления. Этот процесс происходит одновременно с уменьшением электросопротивления в результате охлаждения. Но величина роста электросопротивления в результате фазового превращения больше, чем уменьшение в результате охлаждения, что приводит к неравномерности изменений функции электросопротивления .

I

Особенно важно контролировать закалку при скоростях охлаждения, близких к критическим.

В этом случае возможно появление троостита в структуре сплава, и при определенном его количестве качество термообработки резко ухудшается.

Очевидно, что определение момента образования троостита служит показателем качества закалки сплава.

Этот момент можно определить путем дифференцирования функций электросопротивления, представленных на фиг. 2. Производные этих функций представлены на фиг. 3.

Из фиг. 3 видно, что производная функция электросопротивления при скорости охлаждения больше критической не меняет знак (кривая Г), производная функция электросопротивления при скорости охлаждения, близкой к критической, скачком меняет свой знак на противоположный (кривая Д), а. при скорости охлаждения меньше критической производная меняет знак плавно (кривая Е).

Используя свойство производной функции электросопротивления скачком изменять свое значение, можно строго и точно регистрировать момент появления троостита в структуре сплава и управлять скоростью охлаждения.

Способ управления качеством закал“ки осуществляется следующим образом.

Детали 4 попадают по лотку 3 в закалочный бак 1, где происходит их закалка в потоке 11 охлаждающей,жидкости 2. Контроль закалки осуществляет датчик 5 электросопротивления.

При скоростях охлаждения выше критической с датчика 5 электросопротивления поступает в блок 6 дифференцирования равномерно изменяющийся во времени сигнал. Блок 6 дифференцирования дифференцирует этот сигнал и передает его в пороговое устройство

1271902 4

7. Так как знак производной при дифференцировании не изменяется, пороговое устройство 7 не срабатывает и не подает команды на блок 8 управления. В результате блок 8 управления отклю- 5 чен и не управляет насосом 9. При этом насос 9 создает через спрейер 10 постоянный поток 11 охлаждающей жидкости 2.

При уменьшении скорости охлажде- *0 ния ниже критической, с датчика 5 электросопротивления поступает скачкообразно изменяющийся во времени сигнал. Производная этого сигнала после дифференцирования в блоке 6 15 дифференцирования меняет свой знак. В результате, блок 6 дифференцирования подает открывающий импульс на вход порогового устройства 7. Последнее срабатывает и включает блок 8 20 управления, который изменяет режим работы насоса так, что увеличивается поток 11 охлаждающей жидкости 2 на детали 4. Скорость охлаждения деталей увеличивается, сигнал от датчика 25 электросопротивления снова становится равномерно изменяющимся во времени. Производная его после дифференцирования в блоке 6 дифференцирования принимает свое ‘первоначаль- зо ное значение и блок 6 дифференцирования подает на пороговое устройство 7 запирающий импульс. Пороговое устройство 7 отключает блок 8 управления. Насос 9 уменьшает поток 11 охлаждающей жидкости 2 через спрейер на на детали 4.

Способ и схема устройства позволяют исключить появление троостита в структуре сплава при закалке охлаждающими жидкостями, имеющих невысокую охлаждающую способность, например индустриальным маслом, используемым для закалки деталей подшипников. Причем, охлаждающая способность этого масла в значительной степени зависит от температуры. Это и приводит к изменению скорости охлаждения и ухудшению качества закалки.

Применение способа для закалки деталей подшипников в индустриальном масле позволит поддерживать скорость охлаждения деталей выше критической, что значительно улучшит их качество закалки.

Claims (2)

1. (/) с Изобретение относитс  к термичес кой обработке сплавов. Цель изобретени  - повышение качества закалки сплавов путем предот вращени  возникновени  троостита. На фиг. 1 представлена схема уст ройства дл  регулировани  скорости .охлаждени ; на фиг. 2 и 3 - графики функций электросопротивлени  сплава и их производные при закалке с различными скорост ми охлаждени . Схема содержит закалочный бак 1 охлаждающей жидкостью 2, В баке 1 размещен лоток 3, по которому движу с  детали 4. В лотке 3 установлен датчик 5 электросопротивлени , подключенный к блоку 6 дифференцировани , который присоединен к порогово устройству 7, св занному с блоком 8 управлени . Блок 8 управлени  управ л ет насосом 9. Последний подает ох лаждающую жидкость 2 в спрейер 10, который создает душируюпщй поток 11 охлаждающей жидкости 2 на детали 4, На фиг. 2 представлены функции электросопротивлени  сплава при ско рост х охлаждени  больше критическо ( крива  А), близкой к критической (крива  Б), меньше критической (кри ва  Б) „ Кривые изменени  электросопротив лени  во врем  охлаждени  получают при закалке образцов из стали. Из фиг. 2 видно, что закалку образцов начинают и заканчивают с наперед заданных значений злектросопротивлени . Обычно закалку осуществл ют по :электросопротивлению при скорост х охлаждени  выше критической, что приводит к удовлетворительному качеству термообработки, но при скорое т х охлаждени , близких или меньших критических, термообработку сплава получают неудовлетворительной. При этом вс кий раз достигаетс  заданное на конец- охлаждени  электросопротив ление. При анализе кривых Б и В (фиг.2 устанавливают неравномерность измен ни  функции электросопротивлени . Причем на кривой Б виден  рко выраженный скачек функции электросопротивлени  . Неравномерность функции электросопротивлени  объ сн етс  тем, что при скорост х охлаждени , близких или меньших критических, не подавл етс  перлитное превращение. Фазовое превращение аустенита в перлит приводит к значительному возрастанию электросопротивлени . Этот процесс происходит одновременно с уменьшением электросопротивлени  в результате охлаждени . Но величина роста электросопротивлени  в результате фазового превращени  больше, чем уменьшение в результате охлаждени , что приводит к неравномерности изменений функции электросопротивлени . I Особенно важно контролировать закалку при скорост х охлаждени , близких к критическим. В этом случае возможно по вление троостита в структуре сплава, и при определенном его количестве качество термообработки резко ухудшаетс . Очевидно, что определение момента образовани  троостита служит показателем качества закалки сплава. Этот момент можно определить путем дифференцировани  функций электросопротивлени , представленных на фиг. 2. Производные этих функций представлены на фиг. 3. Из фиг. 3 видно, что производна  функци  электросопротивлени  при скорости о-клажденн  больше критической не мен ет знак (крива  Г), производна  функци  электросопротивлени  при скорости охлаждени , близкой к критической, скачком мен ет свой знак на противоположный (крива  Д), а. при скорости охлаждени  меньше критической производна  мен ет знак плавно .(крива  Е) . Использу  свойство производной функции электросопротивлени  скачком измен ть свое значение, можно строго и точно регистрировать момент по влени  троостита в структуре сплава и управл ть скоростью охлаждени . Способ управлени  качеством закал ки осуществл етс  следующим образом. Детали 4 попадают по лотку 3 в закалочный бак 1, где происходит их закалка в потоке 11 охлаждающей жидкости 2. Контроль закалки осуществл ет датчик 5 электросопротивлени . При скорост х охлаждени  вьш1е критической с датчика 5 электросопротивлени  поступает в блок 6 дифференцировани  равномерно измен ющийс  во времени сигнал. Блок 6 дифференциро зани  дифференцирует этот сигнал и передает его в пороговое устройство 3 7. Так как знак производной при дифференцировании не измен етс , порого вое устройство 7 не срабатывает и не подает команды на блок 8 управлени  В результате блок 8 управлени  отклю чей и не управл ет насосом 9. При этом насос 9 создает через спрейер 10 посто нный поток 11 охлаждающей жидкости
2. 2. -- При уменьшении скорости охлаждени  ниже критической, с датчика 5 электросопротивлени  поступает скач кообразно измен ющийс  во времени сигнал. Производна  этого сигнала после дифференцировани  в блоке 6 дифференцировани  мен ет свой знак. В результате, блок 6 дифференциров ни  подает открывающий импульс на вход порогового устройства 7. После нее срабатывает и включает блок 8 управлени , который измен ет режим работы насоса так, что увеличиваетс поток 11 охлаждающей жидкости 2 на детали 4. Скорость охлаждени  детал 4увеличиваетс , сигнал от датчика 5электросопротивлени  снова становитс  равномерно измен ющимс  во вр мени. Производна  его после дифференцировани  в блоке 6 дифференцировани  принимает свое первоначальное значение и блок 6 дифференциров ни  подает на пороговое устройство запирающий импульс. Пороговое устройство 7 отключает блок 8 управле24 ни . Насос 9 уменьшает поток 11 охлаждающей жидкости 2 через спрейер на на детали 4. Способ и схема устройства позвол ют исключить по вление троостита в структуре сплава при закалке охлаждающими жидкост ми, имеющих невысокую охлаждающую способность, например индустриальным маслом, используемым дл  закалки деталей подшипников. Причем , охлаждающа  способность этого масла в значительной степени зависит от температуры. Это и приводит к изменению скорости охлаждени  и ухудшению качества закалки. Применение способа дл  закалки деталей подшипников в индустриальном масле позволит поддерживать скорость охлаждени  деталей вьш1е критической, что значительно улучшит их качество закалки. Формула изобретени  Способ управлени  термической обработкой издели , включающий измерение электросопротивлени  издели , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества закалки , при охлаждении издели  определ ют первую производную электросопротивлени  издели  во времени, причем при изменении ее знака увеличивают скорость охлаждени  издели .