Способ термической обработки литых деталей

Способ термической обработки литых деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Свюз Соеетсннм

Сецналнстнчесмна

Республик

<11 659635

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. свид-ву— (Я2) 3аявлено 270976 (21) 2408640/22-02 с присоединением заявки Ю (23) Приоритет (51) М. Кл.

С 21Э 1/56

Государственный «омнтет

СССР по делам нзобретеннй н от«рытнй

Опубликовано 30о479. Бюллетень Эй 1ь (6З) УМ 621.785. .616.22 (()88.8) Дата опубликования описания зо04 79

С. И.Михайлов,М.C ..Михалев,E . .Т.Иорш, A.A.Радзиховский т

A.Ñ. Бйтюцкий, Б.Г. Бахмутский, lO. Н.Малыгин, Л.И. Берштейн, В.A,Двухглавов, Х. И. Пеирик, Л.Н. Косарев,:Л.P.Ìåäâåäèê и С.И.Чирков (72) Авторы изобретения уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта Всесоюзный научноисследовательский проектно-технологический институт вагоностроення и уральский вагоностроительный заво (71) Заявител) (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к области упрочнения стальных изделий с целью повышения их усталостной прочности и может найти применение в машиностроении при изготовлении стальных отливок, в частности отливок тележек грузовых вагонов, преимущественно боковых рам и надрессорных балок.

Известен способ термической обработки деталей, по которому проводят дифференцированное охлаждение различных сечений путем подачи различных охлаждающих сред (1J .

Однако данный способ позволяет лишь выровнять скорости охлаждения металла в разных сечениях и снизить уровень внутренних напряжений.

Известен также способ упрочнения. отливок надрессорных балок и боковых рам железнодорожных вагонов путем нагрева их до температуры 900-930 С, . выдержки при этой .температуре не менее 1,5 ч и последующего охлаждения на воздухе (2j

Недостатком указанного способа является разная скорость охлаждения отдельных участков в зависимости от их металлоемкости и конфигурации.

Это приводит к образованию термических, как правило, растягивающих, / напряжений в зонах с замедленной скоростью охлаждения, которые, складываясь с рабочими напряжениями, уменьшают долговечность и эксплуатационную надежность деталей.

Цель предлагаемого способа - повышение долговечности и эксплуатационной надежности стальных литых деталей подвижного железнодорожного состава путем перераспределения внутренних напряжений, направленного на с «здание или увеличение напряжениЯ, противоположных по знаку рабочим напряжениям bio зонам наиболее час1о тых повреждений или наибольших напряжений.

Перераспределение напряжений достигается тем, что в процессе общего охлаждения детали, отдельные ее эоны подвергают ускоренному охлаждению. При этом скорость охлаждения металла зон повышенной повреждаемости или наибольших напряжений должна быть на 5- 25 С в минуту больше ско" рости охлаждения смежных эон до температуры смежных эон 650-550оC.

Разница в скорости охлаждения создает в зонах ускоренного охлаждения остаточные напряжения сжатия, которые будучи по знаку обратны напряжениям

659635 4

Так например, испытания боковых рам показали следующие результаты.

Боковые рамы, изготовленные по обычной технологии, имеют предел усталости Р„, „ 42 тс при коэффициенте асимметрии 0,3 и базе испытания

10 циклов. Боковые рамы, иэготовт ленные по предлагаемому способу, имеют при том же коэффициенте асимметрии и базе испытаний предел усталости порядка 60 тс. Таким образом, 10 предел усталости боковых рам, обработанных по предлагаемому способу, повысился на 18 т или примерно на

40%. Такое повышение предела усталости обуславливает увеличение дол15 говечности более чем в 2 раза.

Предлагаемый способ позволяет повысить эксплуатационные нагрузки на деталь без Увеличения ее веса и конструктивных переработок.

Формула изобретения

1. Способ термической обработки литых деталей, преимущественно тележек железнодорожного подвижного состава, включающий нагрев до 990-930оС, выдержку при этой температуре и ,последующее охлаждение на воздухе, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и долговечности в эксплуатации, зоны наиболее высоких рабочих напряжений. охлаждают со скоростью на 5-25 С в минуту большей, чем скорость охлаж35 дения смежных зон, до температуры смежных эон 650-550оС.

Составитель й.Ляпунов .Редактор Г.Прусова Техред И.Бабурка Корректоро.Билак

Заказ 2122/б Тираж 652 Подписное

111 ИИПИ Государственного комитета СССР по делаМ изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 растяжения обуславливают повышение предела усталости и, соответственно долговечности деталей.

Пример 1. Боковые рамы, изготовленные иэ стали 20 ФЛ, загружают в проходную термическую печь с темпом подачи 16 мин, нагревают до температуры 915 15 С и выдерживают при этой температуре. Время нахождения детали в печи составляет 3 ч

13 мин. После выхода боковой рамы из печи производят охлаждение на воздухе всей детали с одновременным ускоренным охлаждением сжатым воздухом наиболее повреждаемых эон внутренних углов буксовых и рессорных проемов. Скорость охлаждения этих зон составляет 25 С в минуту о

I смежных зон — б С в минуту. Ускоренное охлаждение заканчивают при температуре смежных зон 600 С.

В результате измерения во внутреннем углу буксового проема установлены остаточные напряжения сжаться, примерно равные 480 кгс/GM2 что. вызывает повышение долговечности боковой рамы.

Пример 2. Надрессорные балки, изготовленные иэ стали 20Л, загружают с темпом подачи 16 мин в проходную термическую печь и нагревают до температуры 915 150С с последующей выдержкой. Время нахождения балок в печи составляет 3 ч 12 мин.

После выхода надрессорной балки иэ лечи производят охлаждение всей детали на воздухе при одновременном ускоренном охлаждении сжатым воздухом нижнего пояса. Скорость его охлаждения составляет 11оС в минуту, скорость охлаждения смежных зоно б С в минуту. Ускоренное охлаждение заканчивают при температуре смежных 40 зон . 550 С.

В результате измерения в нижнем поясе зафиксированы напряжения порядка + 200 кгс/см

Таким образом, применение предла гаемого способа термической обработ" ки позволило значительно уменьшить величины растягивающих напряжений (с 625 до.200 кгс/см2).

Применение предлагаемого способа в промышленном производстве позволяет повысить предел усталости и, соответственно, додговечность деталей.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, охлаждение зон наиболее высоких рабочих напряжений ведут сжатым воздухом или водовоэдушной смесью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 337416, кл С 21 0 1/56, 1972

2. Технологическая инструкция на термическую обработку стального литья в термических печах с охладительной камерой ИТ 37-74 Кременчугского завода литья и штамповок, 1974.