Способ термической обработки инструмента
Иллюстрации
Реферат
1. СГЮСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИНСГГРУМЕНТА, включающий нагрев до температуры закапки, выдержку , ступенчатую эакапку с выдерж кой в закалочной среде при температуре начала мартенситного превращения и отпуск, отличающийся тем, что, с цепью повышения предела упругооти и твердости, при ступенчатой закалке перед выдержкой, инструмент помещают в закалочную среду с температурой на 10О-20О С ниже начала мартенситного превращения и выдерживают в этой при повышении температуры закалочной среды до температуры начала мартенсит ного превращения со скоростью прямог пропордирнапьной скорости охлаждения инструмента. 2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что ступенчатую закалку производят в закалочной среде, массу которой выбирают в пределах. мС.(с,) ХА()У м(o.-tнм) охл V нм охл ) 9 удельная теплоемко (И удельная теплоемкость материала инструмента, Дж/кг о охл удельная теплоемкость охладителя , Дж/кг. °С; g - масса материала упрочняемого S инструмента, кг; tg - температура аустенизации; °С; t.,.. - температура начала мартенситнон го превращения материала инструмента , С; охл температура охладите пя перед закалкой, ° С.
„„SU„„,102 47. СОЮЗ СОВЕТСКИХ
" СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИН
З(И) С 219 9/22; С 21 Х) 1/20
1 (6
=, у -г; .-. и
;-й
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 337571 2/22-02 (22) 04.01.82 (46) 30.05.83. Бюп. % 20 (72) В. B. Бродко (71) Белорусское рвспубпиканское научно-производственное объединение порошковой метаппургии (53) 621.785.79 (088.8) (56) 1. Новиков И.И. Теория термической обработки метаппов. М., 1978, с.. 242 - 244.
2. Рауэин А. P. Термическая обработка хромистой стапи. М., 1978, с.238240. (54) (57) 1. СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ ИНСТРУМЕНТА, вкпючаюший нагрев до температуры закалки, выдержку, ступенчатую эакапку с выдержкой в закапочной среде при температуре начала мартвнситного превращения и отпуск, о т п и ч а ю ш и и с я тем, что, с пепью повышения предела упругости и твердости, при ступенчатой закалке перед выдержкой, инструмент помешают в эакапочную среду с температурой на
100-200 С ниже начапа мартенситного
4I преврашеиия и выдерживают в этой среде при повышении температуры закапочной.
G G(+, С от охп(нм охл+Зо) см С„(-tHH) до охл нм охл/
I охп
С нм охл
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTWI среды до температуры начапа мартенситм, ного превращения со скоростью прямою 4" пропорционапьной скорости охпаждения инструмента.
2. Способ по п. 1, о т п и ч а юшийся тем, что ступенчатую эакапку производят в эакапочной среде, массу которой выбирают в предепах. удепьнвя теппоемкосгь магвриапа инструмента, Яж/кг ° С; удепьная тепповмкосгь охладите- С
rfg, Дж/кг. C; масса материала упрочняемого инструмента, кг; температура аустенизации; С; .о температура начапа мартенситного преврашения матвриапа инст- р румента, С; 4ь температура охпадителя перед р вака ой оС.
1020447
Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам обьемной за- калки инструментов.
Известны способы термического упроч5 нения, включающие нагрев инструмннта до температуры аустениэации, закалку и отпуск (1 )
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ, включающий на грев инструмента до температуры аусте низации, закалку с выдержкой при темпе ратуре начала мартенситного перемещения, окончательное охлаждение и отпуск f2).
Недостатками известного способа являются неаффективность дпя крупногаба-, ритных инструментов, т.е. диаметром свыше 30 мм и иэ низколегированных сталей невысокие предел упругости маЭ 20 твриала инструментов и твердость по сечению крупногабаритных инструментов, сложность регулирования процесса закалки в зависимости от габаритных размеров инструментов.
Цепь изобретения - повышение преде25 па упругости материала и твердости.
Поставленная цепь достигается тем, что согласно способу термической обработки инструмента, включающему нагрев до температуры закалки, выдержку, сту- 30 пенчатую закалку с выдержкой в эакапочм ной среде при температуре начала мартенситного превращения и отпуск, при ступенчатой закалке перед выдержкой, инструмент помешают в закапочную среду З5 о с температурой на 100-200 С ниже на чапа мартенситного превращения и выдер живают в этой среде при повышении температуры закапочной среды до температуры начала мартенситного превращения со 40 скоростью прямо пропорциональной скорости охлаждения инструмента.
При этом ступенчатую закалку производят в закапочной среде, массу которой выбирают в пределах 45 см GH(td t HH J от
См С м(ь - анм) 50 до
own(íì- а 4 где С„„- удельная теппоемкость мате« риала инструмента, Дж/кг С;
С - удельная теплоемкость охпа
55 охп дитепя, Дж/кг - C;
С м - масса материала инструмента,кг;
Ьс, - температура аустенизации, С; о н,„- температура начала мартенсит ного превращения материала инструмента, С; о
+о,<„- температура охпадитепя перед закалкой, ..
Способ осуществляют следующим образом.
Перед термическим упрочнением выбирают температуру предварительного подо рева охпадитвпя (town в интервале на
100-200"С ниже начала мартенситного . превращения материала и устанавливают его массу.
Установив массу, подогревают охпадитепь до выбранной температуры на
100-200 С ниже начала мартенситного превращения. Инструмент нагревают до температуры аустенизации и закаливают после гомогенизации в охпадитепе, который одновременно подогревают со скоростью пропорциональной скорости охлаждения инструмента до температуры начала мартенситного превращения его материала. Затем производят стабилизацию в течение 15 - 50 мин, окончатепьное охлаждение и отпуск.
Пример. При изготовпении матриц ф 150 150 мм из стали 6ХВ2С и с массой 15,5 кг температуру подогрева охпадитепя иэ ципиндрового масла принимают равной 100 С, а масса его составляет при атом .4
См4м(а нм)
ОХл охи(нм oxn+ J
0,57 ° 10 - 15,5(900-280) э- +
Э где G, „- масса охпадитепя, кг;
4 - масса инструмента, кг; о
- температура аустениэации, С;
tíì - температура начала мартенс ного превращения, оС; о„„- температура подогрева охнадитепя перед закалкой, С;
С вЂ” удельная теплоемкость материала матрицы, Дж/кг, С;
С - удельная теплоемкость охладиох тепя, Дж/кг С.
Матрицы ступенчато нагревают до
900 С, выдерживают 30 мин и закапывают в масле, нагревая одновременно его со 100 С до 275 - 285 С. Стабилизацию при 275 - 285 С проводили в тече ние 30 - 50 мин и окончательно охлаждали на воздухе. Скорость подогрева со
100 С до 275 - 285 С, пропорционапьная скорости охлаждения инструмента> создавалась выбором массы охладитепя.
1020447 гохл (нм
Cì Gм (а Внм) от с „„(а„-а „„+зо) 35 от гохл (нм охл 5О) 3
Провеаенное упрочнение обеспечи дня материала матрип твераость HRC.
45,5 - 47 и предел упругости 6, ° * 1440 - 1490, мн/M2, Korna по извест.ному способу с закалкой в масле при
280оС твердость составляла HRC 4139 и преден упругости 4 12401140 мн/м .
Эффект повышения предела упругости и расширения техноногических воэможносав О тей способа увеличением максимально до- . пустимых размеров термически упрочняенс мого инструмента достигается предварительным поаогрево м охпадитеня ао.тем- ператур на 100 - 200 С ниже начала мартенситного превращения, выбором массы его в пределах до м м(а нм)
Сохл (нм охи)
25 со скоростью нагрева ао температуры ючана мартенситного превращения прямо пропорпиоюньной скорости охпаждвния инструмента и стабинюапией в течение
15 - 50 мин.
Выбор температуры предварительного . -подогрева охнадитеня на 100 - 200оС ниже начала мартенситного превращения и массы его,обеспечивает максимально возможную скорость охнажаения инструмента в области маной устойчивости переохнажденного аустенита (650 — 45ОоС). Изменение етого соотношения приводит к уменьшению градиента температур по сечению инструмента, что снижает предел упругости и твердость материала, поскольку пропорпиоюпьно уменьшению массы охнадитеня увеличивается скорость его нагрева и наоборот. Увеничение времени стабилизации при температуре начапа мартенситного превращения материала инструмента вызывает значитепьное падение его твераости и преаена упругости из-за активаиии сегрегапии атомов углерода и нег энементов в метастабильном состоянии. Время стабиниэапии выбирав » ся в преденах 15 — 50 мин в зависимости от габаритных размеров инструментов.
Использование предлагаемого способа обеспечивает повышение предена упругооти материала до 350 мн/м при неэючитеньных остаточных напряжениях, расширение технологических воэможностей способа со стабилиэапией при температуре начана мартенситного превращения в резу т тате увеличения максиманьно допустимых размеров сечения инструментов ао 200х к 200 мм, простоту испопнвния способа упрочнвния в рвзуньтате наличия саморегулирования скорости охнажавния инструментов.
Составитель P. Кныкова
Редактор H. Стащишина Texpeg Ж Каствлевич Корректор > МакаРенко
Заказ 3844/22 Тираж 568 Подписное
ВНИИГПЛ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, а. 4/5
Финиал ППП, Патент, r. Ужгород, ул. Проектюя, 4