SU1576575A1

SU1576575A1 - Способ струйной закалки изделий

Info

Publication number: SU1576575A1
Application number: SU884399464A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Брехачев; Даниил Абрамович Шамкович; Александр Александрович Баранов; Владимир Петрович Горбатенко; Леонид Григорьевич Алексеев; Александр Григорьевич Алещенко
Original assignee: Таганрогский Комбайновый Завод; Донецкий политехнический институт
Priority date: 1988-02-01
Filing date: 1988-02-01
Publication date: 1990-07-07

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано при термообработке изделий из легированных сталей. Целью изобретени вл етс повышение качества закалки неподвижных изделий путем снижени скорости охлаждени по мере понижени температуры изделий и предотвращени за счет этого по влени закалочных трещин. Способ включает подачу чередующихс струй воды и воздуха на неподвижные издели с бесступенчатой регулировкой скорости охлаждени при последовательном снижении соотношени продолжительностей подачи воды и воздуха в каждом цикле от 5-3 до 1-0,1 по мере охлаждени стали. Суммарна длительность каждого цикла обработки водой и воздухом равна 2-10 с. Кроме того, частота смены циклов охлаждени обратно пропорциональна среднемассовой скорости охлаждени . 1 табл.

Description

1

,(21) 4399464/31-02 (22) 01.02.88 (46) 07.07.90. Бкш. № 25

(71)Таганрогский комбайновый завод и Донецкий политехнический институт

(72)В.Н.Брехачев, Д.А.Шамкович, А.А.Баранов, В.П.Горбатенко, Л.Г.Алексеев и А.Г.Алещенко

(53)621.784.6 (088.8)

(56)Головин Г.Ф. и Зимин Н.В. Технологи термической обработки металлов с применением индукционного на- г.рева. - Л.: Машиностроение, 1979, с.29-31.

Авторское свидетельство СССР № 996466, кл. С 21 D 1/02, 1981.

(54)СПОСОБ СТРУЙНОЙ ЗАКАЛКИ ИЗДЕЛИЙ

(57)Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано

при термообработке изделий из легированных сталей. Целью изобретени вл етс повышение качества закалки неподвижных изделий путем снижени скорости охлаждени по мере понижени температуры изделий и предотвращени за счет этого по влени закалочных трещин. Способ включает подачу- чередующихс струй воды и воздуха на неподвижные издели с бесступенчатой регулировкой скорости охлаждени при последовательном снижении соотношени продолжнтельностей подачи воды и воздуха в каждом цикле от 5-3 до 1-0,1 по мере охлаждени стали. Суммарна длительность каждого цикла обработки водой и воздухом равна 2-10 с. Кроме того, частота смены циклов охлаждени обратно пропорциональна средне- массовой скорости охлаждени . 1 табл.

(Л

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано при термообработке изделий из легированных сталей.

Цепью изобретени вл етс повышение качества закалки неподвижных .

изделий путем снижени скорости охлаждени по мере понижени температуры изделий и предотвращени за счет этого по влени закалочных трещин.

При осуществлении способа на поверхность неподвижного издели подают сначала струи воды, а затем - воздуха . Такие циклы охлаждени осуществл ют один за другим при последовательном снижении соотношений продолжительности подачи воды и воздуха в каждом цикле от 5: - 1:1 до 1:1 - 1:10 по мере охлаждени стали. Суммарна длительность каждого цикла обработки водой и воздухом 2-10 с.

Обеспечение закалки неподвижного издели позвол ет производить обработку деталей практически любой формы. Способ возможно реализовать в усло- ,ви х действующего цеха или участка машиностроительного завода, так как он не требует дополнительно большой площади,

СП

0

ел 1 ел

Скорость охлаждени снижаетс по мере понижени температуры, достига минимальных значений в области температур мартенситного превращени . Реализаци предлагаемого способа применительно к закалке изделий из легированных сталей позвол ет отказатьс от закалки в масле и в расплавах, что делает процесс более технологич- , экономичным, экологически более чистым и безопасным.

Изменение отношени продолжительности подачи воды и воздуха в каждом цйиле от 5-3 в начальной стадии ох- лаждени , до 1-0,1 на завершающем его этапе позвол ет последовательно снижать скорость охлаждени издели . Увеличение отношени продолжительности подачи воды и воздуха более чем 5s1 нецелесообразно, так как средн корость охлаждени на начальной стадии излишне высока , что увеличивает веро тность образовани трещин, особенно в издели х с малым сечением из среднелегированных сталей. Снижение продолжительности подачи воды по отношению к воздуху в цикле менее чем 1:10 соответственно приведет к полу- ,чению недостаточной средней скорости охлаждени на завершающем этапе дл получени однородной структуры закалки по всему сечению из низколегированных сталей.

На начальной стадии охлаждени от- Ношение продолжительностей охлаждени водой и воздухом в цикле, равное 5, необходимо дл сталей с относительно невысокой устойчивостью переохлажденного аустенита, а равное 3 - дл среднелегированных сталей с повышенной устойчивое гью переохлажденного, аустенита. На заключительной стадии охлаждени в области температур мартенситного превращени отношение про должительностей охлаждени водой и воздухом в цикле дл сталей с невысокой и повышенной устойчивостью переохлажденного аустенита устанавливаетс равным соответственно 1:1 - 1:2 и 1:5 - 1:10.

Уменьшение суммарной длительности каждого цикла охлаждени ниже 2 с нецелесообразно из-за сопоставимого по величине необходимого времени переключени подачи воды и воздуха в цикле, что затруднит регулирование заданной скорости охлаждени . Увеличение длительности каждого цикла охлаждени водой и воздухом свыше 10 с не обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости охлаждени . Небольша длительность каждого цикла охлаждени (1-3), реализуетс дл изделий с небольшим расчетным сечением 10-30 мм, длительность диклов увеличиваетс с увеличением расчетного сечени издели , достига максимальных значений 8-10 с дл изделий с расчетным сечением свыше 100 мк сталей с повышенной устойчивостью переохлаждени аустенита.

Уменьшение скорости охлаждени по мере снижени температуры издели происходит за счет снижени длительности охлаждени водой в каждом цикле по отношению к длительности охлаждени воздухом. Это позвол ет реализовать на начальной стадии охлаждени в области температур возможного перлитного превращени и минимальной устойчивости переохлажденного аустенита , охлаждение с высокой скоростью превышающей критическую, в дальнейшем эта скорость постепенно снижаетс , достига минимально необходимых дл реализации мартенситного превращени значений в температурном интервале этого превращени .

Реализаци предлагаемого способа позвол ет исключить по вление трещин при закалке изделий легированных сталей за счет охлаждени при мартен ситном превращении с усредненной скоростью 20-30°С/с, исключающей возникновение при этом значительных термических напр жений.

Пример. Вал самоходного комбайна Дон-1500 из стали 40Х массой 9,1 кг с расчетным диаметром 40 мм, имеющий температуру 860-890°С, помещают в спрейер, охватывающий всю поверхность издели , к которому подведены вода давлением 1,5-2 атм и сжатый воздух давлением 4-5 атм. Смену охлаждающих сред производ т автоматически по заданной программе.

Результаты исследований процесса закалки вала сведены в таблицу.

В опытах 1-3 получена удовлетворительна структура закалки по всему сечению вала при отсутствии закалочных трещин, т.е. результат аналогичен закалке в масле.

Выбор оптимального варианта определ етс характером деформаций.

В опыте 4 закалочные трещины выз ваны излишне высокой скоростью охлаждени в процессе первого цикла. При испытании опыта 5 в конечной структуре наблюдаетс троостит, что свидетельствует о предельном отношении времени охлаждени водой ко времени охлаждени воздухом, равном 1:10 на второй стадии процесса, т.е. от 440 до 160°С.

Claims

Дальнейшее снижение этого отно .шени не испытывают, так как это при-Формула изобретени водит к образованию в структуре сво- Способ струйной закалки изделий,

бедного феррита. 5включак тий подачу чередующихс струй

Опыт 6 приводит к образованию тре-воды и воздуха на поверхность изде-щин , вследствие того, что при отношении Т0:2 процесс провод т при 60°С, т.е. на стали мартенситного превращени .

Предлагаемый способ закалки позвол ет получить более однородную структуру по сечению изделий с расчетным сечением более 30 мм по сравнению с закалкой в масле, отказатьс от исполь- 25 мени подачи воды и воздуха от 5-3 до зовани масла в качестве охлаждающей 1-0,1 и суммарной длительности каж- среды дл легированных сталей и лик- дого цикла 2-10 с.

видировать в результате этого о ции очистки и мойки изделий. Способ вл етс экологически чистым по сравнению с закалкой легированных сталей в масле, позвол устранить сложную- систему удалени паров масла и очистки сточных вод, отказ от сложных противопожарных установок. Способ обеспечивает более благопри тные услови работы термистов.

ли , отличающийс тем, что, с целью повышени качества закалки изделий за счет предотвращени трещинообразовани , подачу струй воды и воздуха на поверхность издели осуществл ют последовательно и циклами , при постепенном снижении от цикла к циклу соотношени в них вре