SU1731868A1 - Способ термической обработки массивных стальных деталей с резьбовыми участками - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : массивные стальные детали с резьбовыми участками из среднеуглеродистой стали нагревают выше Асз, насыщают углеродом и азотом на глубину 0,8 -1,1 мм и охлаждают со скоростью, наход щейс  в интервале 0,5 - 0,05 критической скорости закалки стали. 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к термической обработке массивных стальных деталей с резьбовыми участками, преимущественно из среднеуглеродистой стали.

Известен способ термической обработки изделий с резьбовым участком, заключающийс  в нормализации и последующей холодной высадке.

Однако этот способ не применим к массивным издели м сложной формы.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ термической обработки изде- лий с резьбовыми участками, заключающийс  в нагреве стальных изделий выше температур Асз и насыщении поверхности углеродом и азотом на глубину 0,8 - 1,1 мм, охлаждении со скорост ми выше критической и местном отжиге с индукционным нагревом резьбового участка.

Недостатком этого способа  вл етс  его сложность. При изготовлении детали из среднеуглородистой стали возникает необходимость охлаждени  интенсивными потоками воды, что приводит к значительному короблению, образованию закалочных трещин по впадинам резьбы, хрупкому разрушению при раст жении на разрыв при малых значени х прочности.

Целью изобретени   вл етс  упрощение способа, устранение короблени , устранение закалочных трещин, повышение прочности на разрыв резьбового участка.

Цель достигаетс  тем, что после нагрева выше Асз, насыщени  углеродом и азотом на глубину 0,8 -1,1 мм охлаждение производ т со скорост ми, лежащими в интервале 0,5 - 0,05 критической скорости закалки стали.

Закалка со скорост ми 0,5 - 0,05 от критической позвол ет получить сорбитную пластинчатую структуру высокой прочности . Причем из-за предварительно проведенного насыщени  углеродом и азотом на глубину 0,8 - 1,1 мм сорбит имеет большее содержание углерода на поверхности и меньшее в глубине. Это обуславливает измен ющеес  межпластинчатое рассто ние

0 00

о оо

в сорбите от поверхности в глубину. Сорбит с меньшим межпластинчатым рассто нием, имеющим место у поверхности, обладает большим удельным объемом по отношению к лежащему в глубине, что приводит к созданию сжимающих остаточных напр жений на поверхности, преп тствующих образованию трещин и разрушению при низких значени х прочности при раст жении на разрыв.

Охлаждение со скорост ми ниже критической (отсутствие мартенситного превращени ) предохран ет деталь от короблени  при охлаждении. Следует отметить, что по прочностным показател м детали в целом неоднородное распределение углерода в пластинчатой сорбитной структуре создает услови  дл  достижени  свойств, характерных дл  более в зкой структуры.

Верхн   граница интервала скорости охлаждени  (0,5 от критической) определ етс  необходимостью предотвращени  образовани  мартенсита при охлаждении не только в основном металле, но и в науглеро- женной поверхности.

При больших скорост х охлаждени  может образоватьс  мартенсит, что приведет к хрупкости резьбового участка, его разрушению при рабочих нагрузках. Нижн   граница интервала (0,05 от критической скорости) определ етс  снижением прочностных характеристик структуры с понижением скорости охлаждени  за счет перехода от сорбита к перлиту.

Дл  повышени  износных и прочностных свойств других участков издели , лежащих вне резьбового, может быть осуществлен местный индукционный нагрев с закалкой вод ным душем (с охлаждением со скорост ми выше критических).

Пример. Вал вторичный коробки перемены передач автомобил  ЗИЛ-130 изготавливают из стали 35, нагревают до 850°С и в течение 8 ч провод т нитроцемен- тацию в безмуфельном агрегате. После насыщени  на глубину 0,8 мм валы закаливают: охлаждают в разных средах, отличающихс  скоростью охлаждени  в интервале 700 - 500°С (сталь 35 имеет критическую скорость охлаждени  в этом интервале 160 град/с). После закалки вал

нагружают моментом 100 кгм и изучают состо ние резьбы: наличие поломок и см тий (на соответствие формы чертежу).

В таблице приведены среды и скорости

охлаждени , примен вшиес  дл  обработки резьбового участка вторичного вала, и результаты испытаний вала путем приложени  крут щего момента 100 кгм.

Из таблицы видно, что в интервале скоростей охлаждени , составл ющих 0,5 - 0,05 от критической скорости, имеет место образование резьбового участка с высокой прочностью. При более низких скорост х имеет место см тие резьбы, при более высоких - хрупкое разрушение).

После охлаждени  с оптимальными скорост ми свойства резьбового участка удовлетвор ют требовани м, предъ вленным к валу вторичному, и совпадают со свойствами вала, обработанного по известному способу и изготовленного из легированной стали 25 ХГМ. В это мелу чае также не наблюдаетс  сколов резьбы и см тий при нагрузке 100 кгм.

Местна  закалка позвол ет подн ть

свойства остальных участков вала вторичного из стали 35 до требуемого уровн .

Таким образом, в отличие от известного , включающего закалку и отжиг, предлэга- емый способ более прост (за счет

исключени  операции отжига) и обеспечивает высокие значени  прочности на разрыв , отсутствие короблени  и отсутствие трещин.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ термической обработки массивных стальных деталей с резьбовыми участками преимущественно из среднеугле- родистой стали, включающий нагрев выше

   Асз, насыщение поверхности углеродом и азотом на глубину 0,8 - 1,1 мм, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  способа , устранени  короблени  и закалочных трещин, повышени  прочности на разрыв

   резьбового участка за счет структуры сорбита с измен ющимс  межпластинчатым рассто нием от поверхности в глубину, охлаждение провод т со скорост ми, лежащими в интервале 0,5 - 0,05 критической

   скорости закалки стали.