Способ химико-термической обработкидеталей

Способ химико-термической обработкидеталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсыик

Социалистичесыин

Реслублиы

ОП ИСАНИЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.02.79 (21) 2728474/22-02 с присоединением заявки М (28) Приоритет— (5E)M. Кл.

С 21 0 1/78

С 23 С 9/04

3Ъаударстевнный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.02.81, Бюллетень Ле 5

Дата опубликования описания 07.02.81 (53) УДК 621,785. .79:621.785.53 (088.8) Г. Д. Габинская, В. А. Бойко, А. П (72) Авторы изобретения

Краматорский научно-исследовательски институт машин ий (71) Заявитель (54) СПОСОБ ХИМИКΠ— ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к химико-термической обработке, в частности диффузионному борированию деталей преимущественно из конструкционных сталей в порошкообразных смесях.

Известен способ борирования (1), который заключается в том, что контейнеры с бори-. рующей смесью и деталями нагревают до температуры 800 — 1200 С, выдерживают, выгружают из печи и охлаждают на воздухе.

Основным недостатком этого способа явля. ется деформация деталей: после борирования размер деталей увеличивается на 20 — 30 o от глубины слоя.

Для получения номинальных размеров детали после борирования необходимо шлифовать. Борированный слой имеет очень высокую твердость и для шлифовки требуется весьма большой расход алмазного инструмента. Поэтому данный способ борирования неприемлем для высокоточных деталей.

Известен также способ борирования (2l, который включает загрузку.деталей и бориру.ющей; смеси в контейнер, нагрев контейнера

2 до температуры 900 — 920 С, выдержку, охлаж дение с печью до температуры 400 — 450" С и затем на воздухе.

Этот способ за счет охлаждения в печи о до 400 — 450 С позволяет только частично снизить деформацию борированных деталей.

Цель изобретения — снижение деформации.

Поставленная цель достигается тем, что детали перед нагревом под борирование подвергают закалке с низким отпуском в интервале температур 210 — 230 С.

В результате экспериментов было установлено, что детали, борированные после закалки с низким отпуском, имеют склонность к уменьшению своих размеров. Исследования показали, что каждой марке конструкционной стали соответствует такая температура низкого отпуска закалки перед борированием, которая обеспечивает практически полное изменение размеров (деформацию) борированных деталей. При этом температура отпуска, обеспечивающая исключение изменения размеров деталей после борирования, практически не зависит от общих размеров деталей.

Известный

- 0,032

-0,034

t 0,024 0,026

+ 0,023

+ 0,018

+ 0,02

+ 0,016

- 0,032

- 0023

- 0,017

160-180

- 0,039

- 0,04

- 0,039

Предлагаемый

- 0,026

- 0,024

- 0,018

- 0,017

- 0,002

- 0,003

- 0,003

+ 0,001

+ 0,002 0,002

210-230

+ 0,000

+ 0,001

+ 0,001

- 0,004

+ 0,018

+ 0,020

250-280

+ 0,008

+ 0,002

- 0,009

0 018,009.

8

Отсутствие изменения размеров деталей, борированных после предварительной закалки с низким отпуском в интервале температур

210 — 230 С, можно объяснить следующим образом. . После закалки и низкого отпуска детали перед борированием имеют структуру с максимальным удельным объемом. При нагреве таких деталей под борирование происходит отпуск и уменьшение размеров деталей в связи с переходом структуры отпущенного мартенсита с максимальным удельным объемом в структуру перлита с минимальным удельным объемом. В процессе борирования и последуницего охлаждения размеры деталей возрастают. Однако этого роста обычно недостаточно для достижения деталями тех размеров, которые были у них перед нагревом под борирование, Экспериментально устанавливается температура отпуска, позволяющая достичь такого структурного состояния, что изменение размеров деталей после борирования будет минимальным.

Пример. По предлагаемому способу иэ заготовки конструкционной стали 45 изготовили девять цилиндров длиной 60 мм с наружным и внутренним диаметром соответственно 20 и 30 мм. На каждый размер

02382 оставили припуск под шлифовку 0,1 мм. Ци, . линдры закалили прн. 850 С в воде и отпустили в течение 1 час по трем температурным режимам (по 3 шт. на каждый режим): первый 160 — 180 С, второй 210 — 230 С, третий 250 — 270 С. Затем цилиндры прошлифо вали, измерили размеры и загрузили в контейнер с боризатором. Контейнер закрыли крышкой, засыпали крошкой силиката нат в рия для герметизации, загрузили в печь, нагретую до 920 С, прогрели два часа и выдержали в течение шести часов. Затем контейнер охладили вместе с печью до 450 С и выгрузили на воздух. После полного охлаждения контейнер вскрыли, извлекли из него цилиндры и измерили их размеры. Измерения производили с точностью + 1 мкм на горизонтальном оптиметре ИКà — 3. Последующие металлографические исследования показали, что п глубина борированного слоя на наружной поверхности равна 0,14-0,16 мм, а на внутренней 0,12 — 0,13 мм. Для получения сравнительных данных параллельно проводилось борирование однотипных деталей по извест ному способу — прототипу.

В таблице представлены данные по деформации стальных иэделий.

802382

Составитель Р. Клыкова

Техред Н. Келушак Корректор М. Коста

Редактор Е. Братчикова

Тираж 629 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10509/33

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Результаты измерений показали, что аптимальной температурой отпуска после закалки перед борированием, исключающей деформацию борированных деталей, является 210—

230 С. Отпуск при температурах выше или ниже 210 — 230 С приводить соответственно к увеличению или уменьшению размера борированных деталей из стали 45.

Способ был проверен экспериментально на. цилиндрах из стали 45 и 40Х с различными размерами, на основании чего и разработан оптимальный интервал температур отпуска.

Предлагаемый способ имеет преимущества по сравнению с известным.

Проведение низкого отпуска после предварительной закалки перед борированием позволяет практически полностью исключить деформацию борнрованных деталей.

Термическая обработка перед борированием исключает неравномерность влияния металлургических факторов на величину деформации.

Доводка деталей после закалки с низким отпуском получается более качественной, чем после нормализации или отжига, что значительно повышает чистоту обработки борированной поверхности.

Исключается необходимость шлифовки после борирования для снятия припуска.

Отпадает необходимость расчета корректировки размеров с учетом деформации.

Снижается трудоемкость изготовления деталей на 15%.

Отпадает необходимость вйполнения допол- ° нительных мероприятий по предупреждению . деформации от непостоянства технологичес1ð кого процесса борирования.

Формула изобретения

Способ химико-термической обработки деталей преимущественно из конструкционных сталей, включающий борирование при 900—

920 С и ступенчатое охлаждение, о т л и ч аю шийся тем, йо, с @елью снижения дефорзр мации деталей,. перед борированием проводят закалку и отпуск при 23Î вЂ” 230" С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Л. С. Ляхович и др. Борирование стали, М., 1967, с. 12-14, 2. Журнал "Энергетик", 1975, Р 8, с. 8 — 10,