Способ термической обработки деталей из электротехнической стали

Способ термической обработки деталей из электротехнической стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОП СТАЛИ, преимущественно тонкостенных магнитопроводов болььюго диаметра, включающий, двухкратный отжиг при 950+10 С с промежуточным охлатздением после второго нагрева со скоростью 30-40 °С/ч, отличающийся тем, что, с целью првышения стабильности магнитных свойств, уменьшения коробления и снижения трудоемкости обработки, отжиг проводят в вакууме в течение 1,5-2,0 ч, промежуточное охлаждение осуществляют со скоростью 1100-3000 С/ч до 560-600 °С, после второго нагрева с той же скоростью до 780-800 С, а охлаждение - со скоростью 30-40с/ч проводят от 800 до 600 с. S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NUWI

РЕСПУБЛИК

„.SU„„,ß7ÄÄÙ А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " . -, 1 !

4 * Д ф л.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (21 ) 3515932/22-02 (22) 25.11.82 (46 ) 15..02.84. Бюл. 9 6 (72 ) A.Н.Тарасов, Е.К.Шевченко, Е,Б..Голубева, Ю.М.Горбачев, С.С.Мельников и Ю.Д.Авданин (53 ) 621..785."75 (088.8 ) (56) 1. Магнитомягкие материалы и их техническое применение. ОНТИ-503, wri. 76, 1976.

2. ОСТ 92-1560-79, табл. 1, с.11.

3. Авторское свидетельство СССР

9, 825659, кл. С 21 D 8/12, 1978. (54 ) (57 ) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ И Э ЗЛЕ КТРОТЕХН ИЧЕСКОЙ

СТАЛИ, преимущественно тонкостенных магнитопроводов большого диаметра, вкярочающий двухкратный отжиг при

950+10 С с промежуточным охлаждением после второго нагрева со скоростью 30-40 C/÷, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стабильности магнитных свойств, уменьшения коробления и снижения трудоемкости обработки, отжиг проводят в вакууме в течение 1,5-2,0 ч, промежуточное охлаждение осуществляют со скоростью 1100-3000 С/ч до

560-600 С, после второго нагревас той же скоростью до 780-800 С, а охлаждение — со скоростью 30-40 С/ч проводят от 800 до 600 С.

1073305 .изобретение относится к термичес- ли, преимущественно тонкостенных кой обработке, к вакуумному отжигу магнитопроводов большого диаметра, магнитопроводов и полюсов специаль- включающему двухкратный отжиг при ных иэделий из магнитомягких матерна 950 + 10 С с промежуточным охлажлов, в частности тонкостенных спе- дением после второго нагрева со циальных деталей повышенной; точности 5 скоростью 30-40 С/ч отжиг прово« из электротехнических сталей. дят в вакууме в течение 1 5-2 ч

I У

Известен способ .обработки магнит- промежуточное охлаждение осуществляных сердечников из электротехничес" ют со скорбстью 1100-3000 С/ч до кой стали, предус«латривающий много- 560-600 С, после второго нагревакратное чередование механической об- щ с той же скоростью до 780-800 С, работки и вакуумных отжигов при тем- а охлаждение - со .скоростью 30 пературах до 1100 С с замедленняа 40 С/ч проводят от 800 до 600 С. охлаждением 30-40 С/ч при каждом С целью повышения стабильности отжиге (1 3. магнитных свойств, уменьшения коробОднако данный способ не позволяет 5 ления при одновременном снижении. получить минимального коробления на трудое«лкости отжига в предлагаемом деталях диаметро«л более 80 мм даже способе в процессе первого отжига в случае применения специаЛьных фик- проводят ускоренное охлаждение в сирующих приспособлений. области фазовой перекристаллизации

Известна схема обработки дет лей 20 вначале после окончаниЯ 1/2 Длительвысокой точности, состоящая из отности изотермической выдержки со жигов при 950 вС, последовательно скоростью 1100-3000 С/ч до 600 С а затем после повышения температуры чередуемых с операциями механичес- и завершения всей выдержки проводят кой обработки и со стабилизирующим охлаждение с этой же скоростью до

820 С, Ялее по общепринятым режипосле чистовой обработки, а также с отпуском при — 00 С бКончамам. При этом в процессе ускореннотельно готовых изделий 2 ). го охлаждения в области от температ ы тиг о днако этот способ трудоемок в туры отжига 950 С до 600 С ниже осуществлении, он наиболее пр,ен „ 30 . " " р ы равная скорость охлаждля деталей простой фо дения обеспечивает минимальную тепдля детале простой формы, симметлов и ст кт н ую руктурную поводку,а при повторном охлаждении после оконча. . недостаточно эффективен для торния выдержки с этой же скоростью, талей сложной конфигурации. но до температуры выие точки Кюри, аиболее блИзк к пре агаемо бедственно повтоРЯетсЯ хаРактеР по технической с ности и достиг перекристаллизации, блокируется вымо резу тату является способ д ление микропримесей по границам термической обработки деталей .из зерен, исключаются дополнительные электротехнической стали, включаюструктурные напряжения, что приводит ий дв и earpes o,950g10 С, 40 к стабилизации магнитных свойств и к структурной нечувствительности до 810 С со cKopocTbD 100-10000C/÷, охла ение после второго агрев при циклических нагревах в процессе

Недостатком известного способа

Практически осуществляют отжиг является то, что способ не позволя- деталей различной конфигурации с нагет исключить коробление деталей с ревом в вакуумных печах типа СШВ и отношением высоты и толщины к диа- СГВ с автоматическим программным метру 1 .5, 1:10 и более с массивным регулированием температуры, предельоснованием, особенно. тонкостенных . 50 ный вакуум — 10 4 - 10 мм рт.ст. Перполюсных наконечников и элементов вому отжигу по предложенному режиму магнитопроводов диаметром более и по прототипу подвергают детали

120-150 мм, не обеспечивает стабиль- с припуском на механическую обработности магнитных свойств при эксплуа- ку (0,2-0,5 мм ). Второй отжиг провотации в условиях неоднократных не- 55 дят после снятия припусков после равномерных разогревов а вакууме окончательной чистовой механической при 300-600 С. обработки. Магнитные свойства изме-.

Цель изобретения - повымние, ряют на баллистической установке стабильности магнитных свойств, Бу-3, уменьшение коробления и снижение 60 трудоемкости .обработки. В таблице представлены режимы обработки и сравнительные свойства

Цель достигается тем, что сог- деталей иэ стали 10880 после отжига ласно способу термической обработки по прецлагаемому режиму и по протоцеталей из электротехнической ста- 65 типу °

1073305

Магнитные. свойства и

Н., а/м В 0е, т

Наименование детали

Величина Суммарная поводки продолжимкм тельность отжига, ч

Режим отжига

950 С 2 ч, ох- .70,0 лаждение

3000 С/ч до

600 оС нагрев до

950 С, 2 ч, охлаждение

3 0 00 0 С/ч до

800 С.

-50

1,48

Полюсные наконечники диаметром 320 мкм

350

1,32

83 i 0

950 С 1,5 ч, охлаждение

21 00 C/ч до

580 С, нагрев до 950 С, 1,5 ч, охлаждение

2100 С/ч до

780 С

Магнитопроводы диаметром

300 мм

1,54.65,0

20 85,5 1, 30

100

950 . С, 2 ч, охла>бдение 1100 С/ч дь 560 С, нагрев до 950 ОС1 2 чу охлажденйе 61,0

1100 С/ч до 790 С

Катушки диаметрси 120 мм

12,5

1,59

86,5 1,28

17,0

80 - магнитные свойства после двух отжигов и провоцирующего, испытательного нагрева.

Пример 1.,Изготовляют полюсные наконечники из стали 10880 (Э10) диаметроМ 320 мм с отношением диаметра к толщине стенки 20г1. Первый. отжиг деталей с припуском на доводку проводят в вакуумной печи

СИВ 8.12/13,при 950 С и вакууме

;2 10-4 w рт.ст., длительность выдержки 4 ч. Через 2 ч после начала выдержки со скоростью 3000 С/ч охлаж- 55 дают до.600 C вновь нагревают до

950 С, а затем через 2 ч охлаждают до 810 С со скоростью 3000 С/ч, после охлаждения со скоростью 30—

40 C/÷ до 500 С завершают охлажде- ц) ние деталей произвольно с печью.

При 60-80 С печь развакуумируют, и выгружают детали на воздух.

Второй отжиг окончательно механически обработанных полюсных наконеч- 65 ников ведут в вакууме в этой же печи по режиму, предусмотренному

ГОСТ 11036-75, при 900 С в течение

3 ч, охлаждение 30-40 С/ч..

Йзменение диаметра деталей при обработке по предложенному способу не,превышает 45-50 мкм против 260350 мкм при обработке по прототипу.

Коэрцитйвная сила после второго отжига Н = 75-78 а/м, индукция В о =

= 1,42 - 1,50 т постоянны при технологических циклических йагревах до 500 С, в то время как при провеФ денни первого отжига по режиму прототипа наблюдается увеличение коэрцитивной силы до Нс = 95-100 а/м и снижение индукции до B = 1,12

1,27 т.

Суммарное сокращение трудоемкость за счет сокращения на 20-30% дли1073305

20

Составитель Г.Пудик

Редактор В.Ковтун Техред Л.Коцюбняк Корректор Г, Orap

Заказ 274/24 Ти ра>:< 54 0 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тельности первого отжига и исключения последующих двух термостабилизирующих отпусков, необходимых при обработке по прототипу, составляет 50-705.

Пример 2. Обрабатывают магнитопроводы сложной формы иэ стали

10880 диаметром 300 мм с основанием толщиной 16 мм и соотношением диаметра к толщине стенки 50:1. При первом отжиге в вакуумной печи "

СШВ 8.12/13 после окончания 1/2 выдержки при 960 <С проводят охлаждение со скоростью 2100 C/÷ до о

600 С, прогрев до 800 С с этой же скоростью, затем замедленно по 15 стандартному режиму. Магнитные характеристики после отжига нс = 64

66 а/м, B o = 1,51-1,54 т.

После второго от><ига при 920 С детали имеют неплоскостность по опорной поверхности 10-20 мкм или на 30-40 мкм ниже, чем при обработке по прототипу. Изменение коэрцитивной силы при циклическом нагреве готовых узлов до 160-180 С б .в течение 1500 ч составляет 3-5Ъ против 10-12% при обработке по прототипу, что говорит о том, что стабильность магнитных свойств магнитопроводов возрастала в два-три раза (см. таблицу ), кроме того общая продолжительность обработки деталей сокращается на 8 ч или на 40%.

Пример 3. Сердечники иэ стали 10880 диаметром 147 мм с отношением диаметра к толщине стенки

70:1 подвергают -вакуумному от><игу в печи СГВ 2.3/15 при 950 С. Охлаждение при первом отжиге через 1,5 ч после начала иэотермической выдержки ведут со скоростью 1100 ОС/ч 40 до 600 C, а по окончании полного времени охлаждения ведут с этой же скоростьют. только до 800 С. Второй отжиг сердечников после доводки проведен. по стандартному режиму. Be- 45 личина поводки по диаметру снижается по сравнению с прототипом на

25-50 мкм, что позволяет исключить стабилизирующий отпуск продолжительностью 3-4 ч для окончательно. готовых деталей. Магнитные характеристики после обработки по предложенному режиму Н. = 66,9 а/м, В я

= 1,56 т.и изменяются после многоо циклового нагрева при 560 С с охлаждением до 20 С до значений о

Н с 75,0 а/м, B9<><> = 1,46 т., увеличивается стабильность магнитных характеристик при многоцикловых нагревах, в 1,5 раза сокращает. ся трудоемкость операций отжига и механической обработки.

При выборе допустимых скоростей охлаждения в процессе первого отжига и изучении влияния скорости охлаждения на стабильность тепловой и структурной деформации при втором отжиге установлено, что предлагаемые условия охлаждения являются оптимальными, так как увеличение скорости охлаждения более

3ррр 0C/÷ ведет к росту деформации симметричных деталей сложной конфигурации. Аналогичное явление имеет место при расширении инжервала ускоренного охлаждения ниже 600 С о после первой половины изотермичес-. о кой выдержки и ниже 800 C после окончания выдержки. В обоих случаях после первого отжига по режимам за пределами предлагаемых требуется увеличение припусков на механическую обработку после первого отжига. Таким образом, только предложенные температурные интервалы и скорости охлаждения при первом .отжиге обеспечивают в конечном счете минимальную поводку, стабильность магнитных свойств при одновременном снижении трудоемкости обработки деталей сложной конфйгурации иэ. электротехнических сталей в 1, 4-2,5 раза.