Способ обработки изделий

Способ обработки изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к термической обработке стали концентрированными источниками энергии, конкретнее лучом лазера, и может быть использовано в машиностроении при изготовлении ленты клапанов из мартенситно-стареющих сталей. Цель изобретения - увеличение срока службы изделия. Изобретение заключается в том, что ленту из мартенситно-стареющей стали, предназначенную для пластин клапанов, подвергают холодной пластической деформации на 85-95%, затем отжигу при 525-575°С и лазерной закалке при мощности излучения 3,5-7,5 кВт/см<SP POS="POST">2</SP> и при скорости движения лазерного луча по поверхности изделия 30-60 м/ч, причем локальную обработку лазером осуществляют в месте контакта ленты с седлом клапана. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 21 D 1/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ ГКНТ СССР (2) ) 4449775/31-02 (22) 27.06.88 (46) 07.01.90. Бюп. Ф 1 (72) С.В. Грачев, С.В. Павлова, А.С. Шейн, А.Л. Осинцева, Ю.П.Мурзин и Е.С. Махнев (53) 621.785.79(088.8) (56)Рахштадт А.Г. Пружинные стали и сплавы.-М.: Металлургия, 197l,.

496 с.

Патент США В 4151014, кл. С 22 Г 1/00, опублик. 1979, (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к термической обработке стали концентриро-. ванныии источниками энергии, конкретнее лучом лазера, и может быть

Изобретение относится к термической обработке стали концентрированными источниками энергии, конкретнее лучом лазера, и может быть использовано в машиностроении при изготовлении ленты клапанов из мартенситностареющих сталей.

Цель изобретения — увеличение срока службы иэделия;

Сущность изобретения заключается в том, что ленту из мартенситно-стареющей стали, предназначенную для йластин клапанов, подвергают холодной деформации прокаткой на 85-95X,отжигу при 525-578 С, время выдержки 3 ч, охлаждение на воздухе, лазерной обработке (по контуру пластины),.с поl мощью лазера непрерывного действия мощностью 3,5-7,5 кВт/см со скоростью движения лазерного луча 30„„SU„„1534066 А1 использовано в машиностроении при изготовлении ленты клапанов из мартенситно-стареющих сталей. Цель изобретения — увеличение срока службы изделия. Изобретение заключается в том, что ленту из мартенситно-стареющей стали, предназначенную для пластин клапанов, подвергают холодной пластической деформации на 85-95Х затем отжигу при 525-575 С и лазерной закалке при мощности излучения

3,5-7,5 кВт/см и при скорости движения лазерного .пуча по поверхности изделия 30-60 и/ч, причем локальную обработку лазером осуществляют в месте контакта ленты с седлом клапана.

2 табл. оО м/ч„ ширина участка, обработанного лазером, равна. ширине участка контакта пластины с седлом клапана, галтовке в абразиве А1 0 размером 8-10 мм

::произвольной формы, скорость враще;ния барабана 20 об/мин.

Холодная пластическая деформация (до степени 85-957) проводится для получения изделия требуемого размера и достижения эа счет деформационного упрочнения высоких значений твердости, предела текучести и временного сопротивления разрыву. Уменьшение степени деформации (меньше 85X) не позволяет получить требуемых значений прочностных свойств. Увеличение степени деформации (больше 95X) может привести к растрескиванию ленты вследствие исчерпания ресурса. пластичности материала.

1534066

Отжиг-старение осуществляют для получения максимально высоких значений прочностных свойств и, как следствие, усталостной прочности. при старении увеличивается на

75%, 6., — на 657.. Старение при тем пературах ниже 525 С не приводит к максимальному повьш ению усталостноР прочности, а при температурах выше 575 С 10 протекают процессы перестаривания, в частности обратное - г- превращение, коагуляция и растворение интерметаллидных частиц, что ведет к снижению сопротивления усталостному на- 15 гружению.

Лазерная обработка контура пластины клапана осуществляется для разупрочнения кромки пластины клапана и увеличения ее пластичности и ударной Ю вязкости, а также для уцаления поверхностных микротрещин и других концентраторов напряжений, возникших при вырубке пластин. При повышении мощности (больше 7,5 кВт/ см ) или понижении ско-25

2 рости (меньше 30 м/ч) температура нагрева,поверхности повышается,, вследствие чего начинается интенсивный рост зерен аустенита, что приводит при последующем охлаждении к получению 30 крупнопластинчатого мартенсита, который имеет низкие значения пластичности и ударной вязкости. Возоожно также оплавление поверхности пластины с образованием пленки грубых окислов, кото- 3 рые разрушаются при галтовке или эксплуатации.

При понижении мощности (меньше

3,5 кВт/ см ) или повышении скорости (больше 60 м/ч) имеет место недогрев,10 следовательно достаточно полного растворения упрочняющих частиц, сопровождаемого ростом пластических н ударных характеристик, не происходит.

Лазерное облучение поверхности плас- 45 тины клапана проводится со стороны„ противоположной контактной поверхности, поскольку лазерное воздействие вецет к незначительному окислению н соответственно к ухудшению качества поверхности.

Галтовка пластин после термической обработки необходима для устранения концентраторов напряжений на кромках пластины и на поверхности, обработанной лазером.

П р и и е р. Изготавливают пластины клапана иэ стали состава,Х: С

0,03;Сг 10,05 Ni 7,7; Со 8,43; No

3,70; Ti ),1; Al 0,17 по схеме. хо лодная прокатка ленты до 0,5 мм (суммарная степень деформации 96K); старение ленты в рулоне при 550 С, время выдержки 3 ч, охлаждение на воздухе; вырубка пластин клапанов с помощью штампов холодной штамповки; лазерная обработка кромки пластины клапана шириной 8 мм, мощность лазерного луча

5 кВт/см, скорость движения лазерного луча 40 м/ч; галтовка в абразиве

А1 О > размером 8-10 мм произвольной формы, частота вращения барабана

20 об/мин.

Твердость пластины клапана, изготовленного по прототипу по всей поверхности 5400 МПа. Твердость пластины клапана, изготовленного по базисному способу, по всей поверхности

5200 ИПа, Твердость и живучесть при стендовых испытаниях клапанов, изготовленных по предлагаемому, базовому способам и прототипу, представлены в табл.1," обоснование режимов обработки — в табл.2.

Предлагаемый способ позволяет уве" личить срок службы пластин клапанов.

Формула иэ обретения

Способ обработки иэделий, преимущественно ленты из мартенситно-стареющей стали в клапане с седлом, включающий холодную пластическую деформацию, отжиг и локальную закалку поверхности лазером при заданных параметрах. мощности и скорости движения луча по поверхности, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы изделия, деформацию осуществляют на 85-95Х, отжиг проводят при

52+-575СС закалке лазером подвергают участок ленты, соответствующий контакту клапача с седлом,при этом мощность лазера задают равной 3,5-7,5 кВт/см, а скорость движения луча по поверхности 30-60 м/ч.

1534066

Таблица!

Живучесть пластины клапана, цикв е

Твердость 1Е, МПа хо

Способ

Кромка пластины

Центр пластины

40 000

120 000

100 000

Таолица2

ВаЗначения параметров

Температура старения ос

Скорость двюкения лаМощность кВт/см

Микротвердость

14Па.риант

Центр Кромка верного луча, м/ч

Оптимальные

525. 3,5 30

550 5,0 45

575 7,5 60

Запредельные

4000 100 000

3100 95 000

1 80

2 97

500 3,0 25

600 8,0 65

5100

Составитель А.Кулемин

Техред Л.Олийнык Корректор: Т.Палий

Редактор Н. Гунько

Заказ 22

Тирам 513

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Базовый

Предлагаемый

Прототип те пень ефор&ции! 85

2 90

3 95.

5400

5400

5500

3500

Живучесть пластины клапана, циклы

115 000

120 000

118 000