SU1686009A1 - Способ получени резцов из хромованадиевых чугунов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к производству резцов из хромованадиевых чугунов. Цель изобретени  - улучшение эксплуатационных свойств путем снижени  склонности к тре- щинообразованию при ударных нагрузках и повышени  износостойкости. Предлагаемый способ включает заливку чугуна в форму , кристаллизацию, охлаждение до 800-850°С, нагрев до 1210-1220°С токами высокой частоты (ТВЧ), охлаждение со скоростью 10-30°С/с до 500-550°С, далее до комнатной температуры и следующий за этим двукратный отпуск, причем первый длитс  1,3-1,5 ч при 540-550°С, а второй - 0,5-0,5 ч при560-570°С. Предлагаемый способ повышает работу, затраченную на разрушение резца, на 27-35%, а износостойкое ь при повышенных температурах увеличиваетс  на 25-40%. 1 з. п. ф-лы, 1 табл. ё

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к производству резцов из хромованадиевых чугунов.

Цель изобретени  - улучшение эксплуатационных свойств путем снижени  склонности к трещинообразованию при ударных нагрузках и повышение износостойкости.

Способ осуществл ют следующим образом .

Чугун марки ЗООХ14ФЗ заливают в керамическую форму. Полученна  отливка имеет форму резца с размерами 20 х 25 х 50 мм.

После кристаллизации и охлаждени  до 850°С на поверхности отливку извлекают из формы на вибраторе Т-ОР-170, затем резцы щипцами устанавливают в индуктор ТВЧ и нагревают до 1210-1220°С в течение 3 - 3,5 мин. Затем охлаждают резец сжатым

воздухом до 500-550°С (в течение 30-50 с) и далее по воздухе до комнатной температуры с последующим погружением его в сосуд с жидким азотом (до прекращени  кипени  азота). Далее резцы перенос т в отпускную печь с температурой 540-550°С и выдерживают 1,3-1 ,Е ч с последующим охлаждением на воздухе. Затем следует еще один отпуск продолжительностью 0,5-0,6 ч при 560- 570°С.

Охлаждение отливок резцов из хромо- ванадиевого чугуна до 800-850°С способствует сохранению аустенитной структуры с равномерно распределенными в ней карбидными частицами. Охлаждение до более высокой (выше 850°С) температуры нецелесообразно , так как возникают трудности с выбивкой их из керамической формы и возможностью изменени  при этом геометрии.

О 00

О О

о о

Температура охлаждени  800°C приводит к частичному распаду эуоенига на ферритно-карбидную структуру, имеющую пластинчатую форму, что нежелательно, так как последний нагрев осуществл ют ТВЧ быстро и при этом не успеет в процессе аустенитазации полностью пройти диффузное перераспределение углерода и легирующих элементов в аустеише в поверхностных сло х детали,

Температура нагрева ТВЧ нмхе 12Ю°С не обеспечивает полного растворений карбидов ванади  в аустените, необходимых дл  повышени  теплостойкости чугуна и износостойкости при его повышенных температурах . Нагрев выше нежелателен, так как возникает опасность оплавлени  детали , а также повышаетс  стабильность аустенита и уменьшаетс  количество мартенсита , образующегос  при охлаждении кач до температуры жидкого азота, так и при охлаждении до температуры двукратного отпуска 540-570°С.

Охлаждение со скоростью менее 10°С/с приводит к распаду аустенита на феррито-карбидную структуру, наличие которой снижает износостойкость и теплостойкость чугуна. Охлаждение со скоростью более 30°С/с нежелательно, так как вследствие низкой теплопроводности чугуна воз- можно образование тэещин на поверхности детали.

Охлаждение до гемпергмуры жидкого азота (-196°С) способствует образованию мартемситэ из высоколегированного аустенита , что приводит к увеличению износостойкости при эксплуатации. Охлаждение до более высоких температур, например до комнатной, не сопровождаетс  образованном мартенсита вследствие; высокой устойчивости аустенита и может вызвать увели- Цение остаточных напр жений в детали, отрицательно вли ющих на прочность детали и ударную в зкость чугуна.

При первом отпуске с температуры 540- В50°С происходит дестабилизаци  аустенита , который обедн етс  углеродом и карбидообразукичиму элементами, а в процессе охлаждени  от температур отпуска происходит мартенситнос1 превращение.

При втором отпуске при 560-570°С в течение 0,5-0,5 ч образуетс  еще дополнительное количество мартенсита и происходит отпуск мартенсита обоазующегос  ранее.

Продолжительность первого отпуска 1,3-1,5 ч способствует более полному перераспределению углерода и легирующих элементов и образованию 40 ЛС% мартенсита При меньшей продолжит злы ости отпуска

(менее 1,3 ч) количество мартенсита уменьшаетс , что впоследствии отрицательно ска- зываетс  на износостойкости резцов. Продолжительность отпуска более 1,5 ч увеличмвает длительность процесса термообработки , практически не вли   на количество мартенсита, и, кроме того, может привести к образованию бейнита, уменьша  остаточные напр жени  в детали.

Отпуск менее 0,5 ч недостаточен дл  отпуска мартенсита и снижени  уровн  остаточных напр жений. При продолжительности второго отпуска более 0,6 ч происходит снижение твердости на 1-2 ед.

HRC.

Температура отпуска менее 540°С не

обеспечивает достаточно интенсивного процесса карбидообразовани , мартенсит- ное превращение не реализуетс  в достаточной степени, а при температуре выше 570°С происходит коагул ци  карбидов, выделившихс  из мартенсита, что отрицательно сказываетс  на износостойкости детали (резца), кроме того, возможен распад остаточного аустенита по первой ступени, что нежелательно.

Дл  внутренних слоев резцов двукратный отпуск при 540-570°С сопровождаетс  распадом мартенсита, который образовалс 

из аустенита при охлаждении до температуры жидкого азота. Образовавша с  ФКС имеет меньшую твердость и более высокую пластичность по сравнению с мартенситом, присутствующим на поверхности резца, и

вследствие этого уменьшаетс  склонность к разрушению детали в процессе эксплуатации при возникновении ударных нагрузок. Одновременно происход ща  при отпуске обработка поверхностных слоев на вторичную твердость способствует получению высокой теплостойкости детали и износостойкости ее за счет высокой твердости.

Режимы обработки и свойства сплава приведены в таблице.

Как видно из таблицы, после обработки

по предлагаемому способу повышаетс  (на 27-35%) работа, затраченна  на разрушение резца, увеличиваетс  износостойкость при повышенных температурах, при этом

износ уменьшаетс  на 25-40% при одновременном сокращении процесса аустениза- ции в 9 - 10 раз.

Claims (2)

1. Способ получени  резцов из хромованадиевых чугунов, включающий заливку чугуна в форму, охлаждение, извлечение отливки из формы, индукционный нагрев до температур аустенитизации, последующее охлаждение и двукратный высокий отпуск, отличающийс  тем, что, с целью

улучшени  эксплуатационных свойств путем снижени  склонности к трещинообра- зованию при ударных нагрузках и повышени  износостойкости, охлаждение после заливки чугуна в форму ведут до 800-850°С, индукционный нагрев осуществл ют до 1210-1220°С, последующее охлаждение провод т до 550-500°С со скоростью 1030°С/с , дапее - на воздухе до комнатных температур, после чего провод т обработку

в жидком азоте,

2. Способ по п. отличающийс  тем, что первый отпуск осуществл ют при 540-550°С в течение 1,3-1,5 ч, а второй - при 560 570°С в течение 0,5-0,6 ч.