Способ закалки стальных изделий

Способ закалки стальных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано для закалки изделий машиностроения . Цель изобретения - повышение качества закалки путем стабилизации теплообмена в температурном диапазоне, соответствующем пленочному кипрнию. Перед закалкой на поверхность изделия наносят теплоизолирующее покрытие с толщиной, определяемой из соотношения 0,1 А сГ„/Л О, 96 А, где (п - толщина покрытия, м; Лр - коэффициент теплопроводности материала покрытия, Вт/м-К; А . f /q ,р. 2 -.8 (.,/q кр.2) -Г()./ )(Л ,0,оУ, V bj термическое со- К/Вт; Т ж fJ -г противление покрытия, м , jj.,,i . температурный напор, соответствующий второй критической плотности теплового потока при кипении. К; q вторая критическая плотность теплового потока при кипении, Бт/м ; л) - кинематическая вязкость жидкости, С р - удельная теплоемкость жидкости, Дж/кг -К; Р,, Р - плотность жидкости и пара, кг/м ; Т5 температура нась 1цения. К; и - поверхностное натяжение, кг/м ; , коэффициент теплопроводности жидкости , Вт/м-К; г - удельная теплота парообразования, Дж/кг; Р - чисдо Прандтля для жидкости. табл. 7 ил.. i (Л С 00 ел 01 О5 СО 4;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 С 21 D 1/78

f13,, (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Г ЭСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3950507/31-02 (22) 28.05.85 (46) 30. 11. 87, Ьюл. ll 44(71) Институт технической теплофиэикй АН УССР . (72) Г. В. Коваленко, Н.И, Кобаско и А.А.Халатов (53) 621.784.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 735647, кл. С 21 D 9/46, 1978.

Металлургия. — 1977, Р 5, 5 И 1049 П. (54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к термической обработке и может быть использовано для закалки изделий машиностроения. Цель изобретения — повышение качества закалки путем стабилизации теплообмена в температурном диапазоне, соответствующем пленочному кипению, Перед закалкой на поверхность изделия наносят теплоизолирующее покрытие с толщиной, определяемой

„„SU„„1355634 А 1 из соотношения 0,1 А dä /g 0,96 А, л где d — толщина покрытия, м; коэффициент теплопроводности материала покрытия, Вт/м -К; А = (d t „,2/ Д (vp ) P i 7 — термическое сопротивление покрытия, м К/Вт;dT температурный напор, соответствующйй второй критической ппотности теплового потока при кипении, К;

kp2 вторая критическая плотность теплового потока при кипении, Вт/м

2, кинематическая вязкость жидкости, м /с; С „ — удельная теплоемкость

2 жидкости, Дж/кг .К; P P „— плотность жидкости и пара, кг/м ; T> температура насьйцения, К; о — поверхностное натяжение, кг/м коэффициент теплопроводности жидкости, Вт/м К; r — удельная теплота парообразования, Дж/кг; P „ — чисно Прандтля для жидкости. 2 ил.

2 табл. — толщина покрытия, м;

П коэффициент теплопроводИ ности материала покрытия,,Вт/м К;. » о,es — 8 (- — — -)

Ч <р.й

6 т )О, 2

) oat .pe@

fl сопротивление покрытия, термическое м "К/Вт;

1 1355634 2

Изобретение относится к термиче- У термообработанных деталей очищали ской обработке и может быть исполь- поверхность и измеряли ее твердость. зовано для закалки изделий машино- На испытательной машине детали разстроения. рывали-и по площади поперечного сеЦелью изобретения является,повы- чения в месте разрыва и зафиксиро5 шение качества закалки путем стаби- вайному усилию определяли предел лизации теплообмена в температурном прочности материала. В каждой диапазоне, соответствующем пленочно- партии было 10 деталей. Резульму кипению. 10 таты измерений (осредненные) приведеНа фиг.I изображены кривые кипе- ны в табл. 1. ния на чистой поверхности 1 и на по- Для случая охлаждения в воде А верхности, покрытой тонким слоем 0,00095 м К/Вт; Уимин = 0,1 А и

Я асбестовой крошки 2 для образца из = 21 мкм; оР = 0,96 А Лп стали Ст, 45; на фиг,2 — графики 15 = 200 мкм. скорости охлаждения поверхности за- Пример 2. Аналогично по мекаливаемого образца в зависимости от тодике, описанной в примере 1, протемпературы. Кроме этого, на фиг.1 водили опыты с деталями типа полуприняты следующие обозначения: q — ось. Форма детали затрудняет измереплотность теплового потока на поверх- ние твердости. Поэтому в табл.2

Ности охлаждаемой детали; dT — тем- приведен только предел прочности для пературный напор, представляющий со . деталей .Hs стали Ст ° 45 ° бой разность температуры поверхности Из данных, пРиведенных в табл.1 детали и температуры насыщения охлаж- и 2 видно, что пРочностные. свойстдающей жидкости (воды), а на фиг.2 25 ва поверхности обрабатываемых детапоказаны 1 и 2 границы мартенситного лей имеют максимальные величины в интервала; критическая скорость 3 середине заявленного диапазона толохлаждения; скорость 4 охлаждения чи- щин покрытия, уменьшаясь к его престой поверхности; скорость 5 охлаждения поверхности, покрытой асбестовой 30 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я крошкой.

Пример 1. Проводилась терми- Способ закалки стальных изделий, ческая обработка деталей типа моло- включающий нанесение на поверхность ток из сталей ШХ 15 и Ст.45. Сравни- изделия теплоизолирующего покрытия, валась твердость поверхности и проч-, нагрев и закалку в жидкости и от35 ность образцов при трех способах тер- пуск, отличающийся тем, мообработки. В первом случае по- что; с целью повышения качества заверхность деталей оставляли чистой. калки путем стабилизации теплообмена

Во втором случае на поверхности дета- в температурном диапазоне, соответлей с помощью точечной сварки укреп- 4 ствующем клепочному кипению, толщиляли металлическую сетку, в третьем ну покрытия устанавливают из соотслучае поверхность деталей покрывали ношения слоем высокотемпературного кремнийорганического лака К0-815. В опытах О 10А а d /3 (О 96А

9 и У применяли сетку из нержавеющей ста 5 ли имеющей 5 волокон на 1 мм ди9 где аметр проволоки 0,1 мм. Измерения толщины покрытия из кремнийорганического лака проводили после его высушивания. Коэффициент теплопроводно-сти покрытия в высушенном состоянии составил 3 = О 22 Вт/м ° K. Детали gt >a нагревали в печи до, температуры 850— о

800 С и охлаждали в воде с температурой 20 С при атмосферном давлении.

Р»

По осциллограммам показаний термопар

Л» (гр можно было судить о скорости охлаждения. После закалки проводили от-. пуск при 360-370 С в течение 2 ч.

1355634

Pï температурный напор, соответствующий второй критической плотности теплового потока при кипении,К; .вторая критическая плотностотеплового потока при кипении, Вт/м ; кинематическая вязкость жидкости,м /с; удельная теплоемкость жидкости, Дж/кг К; ярд

Аt

Тэ д

Максимальные отклонения от

Максимальные отклонения от

Предел прочности

Твердость

HRC среднего значения, Ж среднего значения, Ж кгс аР мм

105

118

+4

116

128

115

Сталь ШХ 15

158

+4

174

175

173

60

Характеристика условий на поверхности деталей

Чистая поверхность

Металлическая сетка (5 волокон на 1 мм ф проволоки 0,1 мм) Покрытие из лака

KO-815 толщина слоя

25 мкм

Покрытие иэ лака КО-815 толщина слоя 100 мкм

Покрытие из лака KO-815 толщина слоя 210 мкм

Чистая поверхность

Металлическая сетка (5 волокон на 1 мм ф проволоки„- 0,1 мм) Покрытие из лака КО-8 15, толщина слоя 30 мкм

Покрытие иэ лака К0-815,, толщина слоя 110 мкм

Покрытие из лака К0-815, толщина слоя 200 мкм

Сталь Ст.45 . плотность жидкости и пара, кг/м ; температура насыщения,К; поверхностное натяжение, кг/м коэффициент теплопроводности жидкости, Вт/м К; удельная теплота парообразования, Дж/кг; число Прандтля для жидкости.

Таблица 1

1355634

Таблица. 2

Металлическая,. сетка (5 волокон на 1 мм, ф проволоки — О, 1 мм) 102

114

109

Характеристика условий на поверхности деталей

Чистая поверхность

Покрытие из лака КО-815 толщина слоя 10 мкм

Покрытие из лака КО-815 толщина слоя 120,мкм

Покрытие из лака КО-815 толщина слоя 210 мкм

Предел прочности кгс/мм

Максималь-. ные отклонения от среднего значения, Е

1355634

f0 И ФО ЮЮ 200 N07, С фиг 2

Составитель .В. Китайский

Редактор Ю.Середа Техред JI.Oëèéíbtê Корректор И.Зрдейи

Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР> по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5753/25

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4