SU1504270A1

SU1504270A1 - Method of producing articles of steel and alloys

Info

Publication number: SU1504270A1
Application number: SU874276026A
Authority: SU
Inventors: Зиновий Самуилович Бройде; Мартин Леонидович Ларин; Михаил Григорьевич Данильченко; Степан Семенович Тарасенко; Владимир Иванович Удовицкий; Виталий Федорович Маркин
Original assignee: Черновицкий Государственный Университет; Производственное Объединение "Тернопольский Комбайновый Завод" Им.Хху Съезда Кпсс; Производственное Объединение "Днепропетровский Комбайновый Завод Им.К.Е.Ворошилова"
Priority date: 1987-07-06
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1989-08-30

Abstract

Изобретение относитс к технологии машиностроени и предназначаетс дл использовани при изготовлении изделий из поковок и отливок со специальной обработкой их рабочих поверхностей. Цель изобретени - повышение качества изделий и снижение энергоемкости процесса. Поковки (отливки), подвергаемые отжигу (нормализации), предварительной и окончательной механической обработке и химико-термической обработке (ХТО), механически обрабатывают по рабочим поверхност м непосредственно вслед за ковкой или литьем, затем ведут ХТО в режиме отжига всего издели , а окончательную механическую обработку осуществл ют с использованием рабочих поверхностей издели в качестве технологических баз. Возможны предварительна мехобработка как внутренних, так и наружных рабочих поверхностей изделий, проведение ХТО с термоциклированием и с применением в качестве исходных насыщающих сред порошковых смесей, обмазок и газовых фаз, в т.ч. с нагревом изделий в кип щем слое. 5 з.п. ф-лы.The invention relates to mechanical engineering technology and is intended for use in the manufacture of products from forgings and castings with a special treatment of their working surfaces. The purpose of the invention is to improve the quality of products and reduce the energy intensity of the process. Forgings (castings), subjected to annealing (normalization), preliminary and final machining and chemical-thermal processing (XTO), are mechanically processed on working surfaces immediately after forging or casting, then XTO are used in the annealing mode of the whole product, and the final mechanical The treatment is carried out using the working surfaces of the product as technological bases. Preliminary machining of both internal and external working surfaces of products, conducting chemical chemical treatment with thermal cycling and using powder mixtures, coatings and gas phases, including, as initial saturating media, are possible. with heating products in the fluidized bed. 5 hp f-ly.

Description

Изобретение относитс к термической обработке металлов, в частности к способам Комбинированной термообработки , придающей издели м особые технологические и эксплуатационные свойства , и может использоватьс машиностроительными предпри ти ми дп изготовлени деталей с повьппенной стойкостью к износу, коррозии и другим- видам контактных воздействий.The invention relates to the heat treatment of metals, in particular to the methods of combined heat treatment, imparting special technological and operational properties to the product, and can be used by machine-building enterprises for manufacturing parts with wear resistance, corrosion and other types of contact effects.

Цель изобретени - повышение каче- чества изделий и снижение энергоемкости процесса.The purpose of the invention is to improve the quality of products and reduce the energy intensity of the process.

Изобретение включает формирование заготовки, в частности, ковкой или литьем, непосредственно вслед за ним механическую обработку в режиме отжиг (н б рмализации, томлени ) и окончательную механическую обработку с ис3150The invention includes the formation of the workpiece, in particular, by forging or casting, immediately followed by machining in the annealing mode (non-roaming, languor) and final machining from 3150

пользованием рабочих поверхностер издели в качестве технологических баз.use of working surface products as technological bases.

Изобретение осуществл ют следующим образом.The invention is carried out as follows.

На кованной или литой заготовке механической обработкой формируют рабочие поверхности изготавливаемого издели (отверсти , кромки и т.п. с припусками, если они необходимы). За- тем ведут химико-термическую обработку (например, хромосилицирование в режиме отжига издели , нормализации, томлени ковкого чу1 уна и т.п.) в порошковых смес х или обмазках, или в газовой среде при нагреве в кип щем слое теплоносител , или с термоцикли- рованием. Последующую окончательную механическую обработку издели ведут с использованием упрочненных рабочих поверхностей изделий в качестве технологических баз (например, с базированием по осевому отверстию ступицы или шестерни на цанговой оправке, или по рабочим кромкам кулачка). On forged or cast billets, machining forms the working surfaces of the manufactured product (holes, edges, etc., with allowances, if necessary). Then chemical heat treatment is carried out (for example, chromosilication in the mode of annealing of the product, normalization, ductile cast iron, etc.) in powder mixtures or coatings, or in a gaseous medium when heated in a fluidized bed of a heat carrier, or with thermal cycling. Subsequent final machining of the product is carried out using reinforced work surfaces of the products as technological bases (for example, based on the axial bore of the hub or gear on the collet mandrel, or on the working edges of the cam).

Пример 1. Поковка ступицы режущего аппарата из стали 35 непосредственно после ковки подвергаетс сверловке и прот жке на окончательный диаметр осевого отверсти с при- пуском в пределах 0,1-0,15 мм. При загрузке поковок на поддоны в печь нормализационного отжига заготовки с отверсти ми были засыпаны поропжовой смесью, включающей 50% свекей смеси, содержащей, мас.%: ферросиликохром ФСХ-48 40; оксид железа 20; хлорокис меди 2; кварцевый песок 37, предварительно смешанный с 50 мас.% отра- ботанной смеси. После отжига в про- ходной печи по режиму: нагрев спдки 2 ч, выдержка при 960° С 4 ч, поде ту- живание до 600°С 2 ч, охлаждение на воздухе, на поверхности осевого отверсти образуетс диффузионный слой толщиной 0,3-0,5 мм с пористостью центральной части сло 5-15% и содержанием кремни около 10% и хрома около 3%.Example 1. Forging the hub of the cutting unit of steel 35, immediately after forging, is drilled and drawn to the final diameter of the axial bore with allowance in the range 0.1-0.15 mm. When loading the forgings on pallets into a furnace for normalizing annealing, the blanks with holes were filled with a powder mixture comprising 50% of the beets containing, in wt.%, Ferrosilicochrome FSH-48 40; iron oxide 20; copper oxychloride 2; quartz sand 37, pre-mixed with 50 wt.% of the worked mixture. After annealing in a pass-through furnace according to the following conditions: heating for 2 hours, holding at 960 ° C for 4 hours, fading to 600 ° C for 2 hours, air cooling, a diffusion layer with a thickness of 0.3- 0.5 mm with a porosity of the central part of the layer of 5-15% and a silicon content of about 10% and chromium about 3%.

После дробеструйной очистки производили дернование осевого отверсти в окончательный размер. Затем осуществл ли механическую обработку всех остальных отверстий поверхностей ступицы с базированием по отверстию на цанговой оправке.After shot blasting, the axial bore was turned to final size. Then, all the remaining holes of the surface of the hub were machined based on the hole on the collet mandrel.

При химико-термической обработке ступиц после отжига и основньпс one-4In the chemical heat treatment of hubs after annealing and basic one-4

раций механической обработки наблюдались значительные поводки фланцевой части деталей, толщина диффузионного сло в отверстии была на 20-30% меньше , а переходна зйна хромосилициро- ванного сло имела резко выраженный характер.The machining radios showed significant leads of the flange part of the parts, the thickness of the diffusion layer in the hole was 20–30% less, and the transitional chromo siliconized layer had a pronounced character.

При полевых испытани х режущих аппаратов с наработкой машин 200 - 260 га за сезон износ опытных деталей находилс в пределах 0,01 - 0,03 мм, тогда как изнор вкладышей в серийных ступицах составил 0,07 - О,2 мм.During field tests of cutting apparatuses with a machine operating time of 200–260 ha per season, the wear of experienced parts was in the range of 0.01–0.03 mm, while the wear of inserts in serial hubs was 0.07 - 0, 2 mm.

Пример 2. Производили обработку ступиц, указанных в примере 1, в осевые отверсти которых перед отжигом наносили обмазку, содержащую, мас.%: ферросиликохром ФСХ 33-70; хлорокись меди 5, окалина железна 10, окись алюмини 15. В качестве св зующего использовали консистентную смазку ПВК. В результате отжига по режиму, указанному в примере 1, в осевьгх отверсти х образовалс диффузионный слой толщиной 0,2-0,3 мм. После окончательной механической обработки , описаш ой в примере 1, ступицы собирали в режущие аппараты. При эксплуатационных испытани х износостойкость упрочненных ступиц оказалась в 2,5-3 раза выше серийных вкладыией без увеличени износа работающих с ними в паре валов.Example 2. The hubs specified in example 1 were processed, in the axial holes of which, before annealing, a coating was applied containing, in wt.%: Ferro-silicon chromium FSH 33-70; copper oxychloride 5, iron oxide scale 10, alumina 15. A PVC grease was used as a binder. As a result of annealing in accordance with the regime indicated in Example 1, a diffusion layer with a thickness of 0.2-0.3 mm was formed in the axial holes. After the final machining, described in Example 1, the hubs were assembled into cutting units. During operational tests, the wear resistance of hardened hubs proved to be 2.5–3 times higher than the serial inputs without increasing the wear and tear of workers working with them in a pair of shafts.

Пример 3. Производили обработку ступиц с последовательностью операции, приведенной в примере 2. Обработку опытной садкн в проходной печи производили по режиму термоцик- лировани с циклами продолжительностью по 2 ч, выдержкой на максимальной температуре 980 С в течение 0,5 ч и последующим охлаждением до . Толщина диффузионного сло возросла до 0,4-0,6 мм, граница сло и переходна зон., полностью утратили резкие очертани , пористость в слое уменьшилась до 5-7%.Example 3. The hubs were processed with the sequence of operations shown in Example 2. Experimental samples were processed in a continuous furnace according to the thermal cycling mode with cycles of 2 h duration, holding at a maximum temperature of 980 C for 0.5 h and then cooling to . The thickness of the diffusion layer increased to 0.4-0.6 mm, the boundary of the layer and the transition zone, completely lost its sharp shape, the porosity in the layer decreased to 5-7%.

Пример 4. Производили обработку чугунных кулачков свеклопогрузчика , после извлечени отливок из земл ных форм их кромки подвергали абразивной обработке, после чего кулачки при укладке в муфель засыпали порошковой смесью содержащей, Mac .Z: наплавочный порошок ПГ-С1 или ферросиликохром ФСХ-20 60; хлорокись меди или хлористый аммоний 2; окалина же- Example 4. The cast-iron cams of the beet-loader were processed, after removing the castings from the earth molds, their edges were subjected to abrasive treatment, after which the cams were poured into a muffle when stacked with a powder mix containing Mac. copper oxychloride or ammonium chloride 2; dross

лезна 10; окись алюмини 23, и подвергали графитизирующему отжигу в газовой нечи в течение 48 ч.lezna 10; alumina 23, and subjected to graphitizing annealing in the gas nets within 48 hours

После охлаждени и распаковки на рабочих кромках кулачков обнаружен диффузионный слой толпшной до 0,06 м с содержанием 30-40% хрома и до 10%After cooling and unpacking on the working edges of the cams, a diffuse layer of crowds was found up to 0.06 m with a content of 30-40% chromium and up to 10%

кремни микротвердостью 11-15 ГПа. Токарную обработку ступицы кулачка производили с базированием по рабочи кромкам.silicon microhardness 11-15 GPa. The turning of the cam hub was made with basing on the working edges.

Износостойкость образцов, вырезанных из упрочненных кулачков, определ вша с по методике НПО ВИСХОМ Wear resistance of specimens cut from reinforced cams determined by the method of NPO VISHOM

II

оказалась в 50-70 раз вьппе, чем у серийно-обработанных .turned out to be 50-70 times higher than that of serially processed ones.

Пример 5. Производили обработку клиньев трикотажных машин, изготавливаемых методом точного лить по выплавл емым модел м из стали 20ХExample 5. The wedges of knitted machines manufactured by the method of precise casting on the produced models of steel 20X were processed.

По существующей технологии отливки отжигали, затем производили механическую обработку рабочих кромок, выполнение крепежных отверстий и пазов , цементацию и закалку с отпуском .According to the existing casting technology, they annealed, then machined the working edges, made mounting holes and grooves, cemented and tempering with tempering.

Указанные клинь после очистки от остатков оболочковых форм обраба- тьшали в размер по рабочей кромке клина, после чего подвергали отжигу в специальной оправке в печи с кип щим слоем. Одновременно ,с отжигом осуществл ли нитроцементацию клиньев после чего непосредственно с температуры нитроцементации их подвергали изотермической закалке.These wedges, after cleaning from the remnants of the shell forms, were cut to the size along the working edge of the wedge, after which they were annealed in a special mandrel in a fluidized bed furnace. Simultaneously with the annealing, carbonation of the wedges was carried out, after which they were subjected to isothermal quenching directly from the temperature of carbonitriding.

После дробеструйной очистки на нерабочих поверхност х клина выпол- н ли отверсти и пазы с базированием по рабочей кромке. Износостойкость обработанных таким образом клиньев оказалась по результатам испытаний вAfter shot blasting, non-working wedge surfaces made holes and grooves based on the working edge. The wear resistance of the wedges treated in this way was the test results in

00

5five

0 0

5five

1,6-2,2 раза выпе, чем серийных без .. изменений величины износа работающих с ним в паре игл.1.6-2.2 times more than serial without .. changes in the amount of wear working with him in a pair of needles.

Claims

Invention Formula

one . A method of manufacturing products from steels and alloys, including forming a billet, machining and chemical-thermal processing, characterized in that, in order to improve the quality of products and reduce the energy intensity of the process, Only working surfaces are machined immediately after forming the billet. The treatment is carried out in the annealing mode, and after the chemical and thermal treatment, the final machining is carried out using the working surfaces as those technologically bases.

2. A method according to claim 1, characterized in that the formation of the preform is carried out by forging or casting.

3. A method according to claim I, characterized in that the annealing is carried out by thermal cycling.

4. The method according to claim 1, characterized in that the chemical-thermal treatment is carried out with the filling of products with a drooping mixture.

5. A method according to claim 1, characterized in that the chemical heat treatment is carried out with the application of the coating on the machined work surfaces.

6. The method according to claim 1, characterized in that the chemical-thermal treatment is carried out with the gas from the gas phase, preferably when heated in a fluidized bed of the heat-transfer fluid.