Способ отжига стальных заготовок

Способ отжига стальных заготовок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИНА

H3OSPETE Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>825653 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 16.02.79 (21) 2726331/22-02 с присоединением заявки Рй(23) ПриоритетОпубликовано 30.04.81. Бюллетень Ж 16

Дата опубликования описания 30.04.81 (51)M. Кл.

С 21 0 1/26

ГееудврстеелныИ кемнтет

СССР (53) УД3(621.785. .363 (088.8) по делам наебретений н открытии (54) СПОСОБ ОТЖИГА СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к термической обработке, в частности к обработке заготовок из среднелегированных цементуемых сталей перед их обработкой резанием.

Известен способ термической обработки поковок из цементуемых среднелегированных сталей, имеющих минимальное время завершения перлитного превращения от 20-30 мин до 4-6 ч (изотермический отжиг).

Способ заключается"в аустенизации при температуре на 30-150ОС выше точки А ускоренном охлаждении со скоростью не менее 20оC/ìèí до температуры перлитного превращения, выдержке при этой температуре до полного распада переохлажденного аустенита и последующем охлаждении на воздухе до комнатной температуры $1$ .

Этот способ термической обработки не позволяет получить при последующей обработке резанием короткую стружку, что увеличивает расход режущего инструмента, вызывает его поломки, так как стружка при обработке наматывается на инструмент. В итоге это ведет к остановкам автоматических линий, снижая их производительность.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ термической обработки, включающий аустенизацию,охлажцение до температуры перлитного превращения, изотермическую выдержку при этой температуре и последующее охлаждение до комнатной температуры. С момента полного завершения образования аустенита охлаждение до температуры перлитного превращения проводят в два этапа. Сначала ведут медленное охлаждение 1-5 С/мин до уровня температур, О на 10-50ОС лежащего вьппе точки А,с, после чего заготовки охлаждают со скоростью 20-40 С/мин (21.

В сравнении с изотермическим отжигом данный способ позволяет более стабильно получать заданные микро15

3 8256 структуры, однако он тоже не обеспечивает получения наиболее короткой стружки при обработке заготовки резанием.

Цель изобретения — улучшение стружкообразования при обработке резанием

5 заготовок из цементуемых среднелегированных сталей, а следовательно, увеличение стойкости режущего инструмента и в итоге повышение производительности автоматических линий. 10

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отжига стальных заготовок охлаждение со скоростью

1-5 С/мин производят до температуры

О на 30-60 С ниже точки Ас .

Охлаждение со скоростью 1-5 С/мин

0 до температуры на 30-60 C ниже точки Ао обеспечивает выделение 50-80Х полиэдрического феррита.

По сравнению с известным способом выделяющийся феррит находится в непосредственном контакте с аустенитом при более высоких температурах и более длительное время, вследствие чего диффузионные процессы перераспре. деления никеля и кремния между ферритом и аустенитом протекают более полно и выделившийся феррит менее пластичен, более рекристаллизован и имеет меньшую микротвердость. 30

При скорости охлаждения менее

1 С/мин продолжительность термической обработки неоправданно возрастает, а при скорости охлаждения более 5ОС/мин возрастает неравномерность охлаждения заготовок, что ведет к увеличению. нестабильности получения заданных микроструктур.

Достигаемое улучшение стружкообразования при резании заготовок объясня-40 ется охрупчивающим действием феррита, образовавшегося на первой стадии охлаждения, а также наличием миниманьного количества феррита (5-20X) и максимального количества перлита, образо-4с вавшихся на втором этапе охлаждения и в процессе изотермической выдержки.

Требуемое количество. феррита (5-207) и перлита, образовавшихся после первого этапа охлаждения, достигается вследствие более высоких скоростей охлаждения на втором этапе (20-40 С/мин) а также вследствие одинаковости химических составов квазиэвтектоида, температуры иэотермической выдержки и остаточного аустенита, имеющегося в начале второго этапа.

Способ осуществляют следующим образом.

53 4

Производят нагрев заготовок (поковок шестерен, валов раздаточной коробки, кареток синхронизаторов и т.д.) из среднелигированных цементуемых стапей до температуры, лежащей выше точки А (800-950OC), затем выдерживают при этой температуре до завершения аустенизации. После этого охлаждают до температуры,лежащей на 30-60 С ниже точки

Аб со скоростью 1-5ОС/мин, Затем охлаждают со скоростью 20-60 C/ìèí до температуры (600-660 С) изотермической выдержки, выдерживают при этой температуре до полного распада переохлажденного аустенита и охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

Пример. Термической обработке подвергают образцы из стали 20ХН2М.

Для этой стали А р810оС, а Ас =720" С.

Температура перлитного превращения составляет 6406С, а время завершения перлитного превращения 3 ч. Обработке подвергают образцы-прутки (ф 36мм и

1=90мм). Обработку проводят в двух лабораторных камерных печах. а) л

Образцы нагревают до 900 С и выдерживают при этой температуре 1 ч, затем их охлаждают до 680-670оС со скоростью 1-5ОС/мин, после чего со скоростьв 20-60 С/мин охлаждают до 630-640 С, выдерживают 3 ч, после чего охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

Опробовано пять конкретных режимов термической обработки (известный 1, предлагаемый 2 и 3, а 4-6 выходят за границы предлагаемых пределов).

Режим 2 признан оптимальным.

Для получения сравнительных данных проводят обработку таких же образцов известным способом: нагрев до температуры 900 С с выдержкой 1 ч, охлажО дение до 780-790 С со скоростью .

3 С/мин, а затем до 630-640 С со скоО о ростью 29 С/мин. При 640 С образцы выдерживают 3 ч, после чего охлаждают на воздухе до комнатной температуры.

Режимы термической обработки представлены в табл.1.

Для оценки стружкообразования (стружколомание) после проведенной термической обработки проведена обработка образцов продольным резанием при ЧУ=21,4 м/мин, 5о =0,2 мм/об и t=1 мм. Материал режущего инструмента — сплав Т5К10. Карактеристика

Таблица 1

900+10

lч

630-640

780-790

680-690

То же

То же

3,1

То же

То же

5,5

3,1

660-650

4,8

Таблица 2

25-30

195-201 247

0,8

40-45

55-60

То же

174-181

То же

0,16

0,34

0,85

10-15

15-20

То же

181-201

10-15

40-45

55-60

То же

174-181 247

181-190 То же

0,56

20-25

0,58

5-10

5 8256 державки для неперетачиваемых пластинок: о =-5, ф =«5, g cg ó =45

Стружколомание оценивают по среднему весу фрагмента (обломка) стружки.

Пругие факторы обрабатываемости оценивают с помощью способа косвенного определения относительной обрабатываемости по микротвердости.

Характеристики микроструктуры и стружколомания представлены в табл.2.

На основании экспериментальных данных на первом этапе не рекомендуется вести охлаждение до температур, лежащих менее, чем на 30 С ниже точки А, о так как замедляется процесс появленйя полиэдрического феррита и, следователь53 6 но, замедляется процесс термаобработки в целом снижается производительность термического оборудования). Охлаждение до температур, лежащих более чем на

60 С ниже точки Ас, ухудшает стружб коснимание при обработке резанием. .Охлаждение на втором этапе со скоростью меньшей, чем 20ОС/мин, приводит к ухудшению .стружколомания из-за появления феррита, формирующегося на втором этапе в количестве более, чем

15-20Х а охлаждение со скоростью. более 60ОС/мин приводит к снижению ста бильности получения заданных микроструктур, так как сильно увеличивает"а разница в температуре заготовок перед изотермической выдержкой.

Ъ

°,,"- с ф

Составитель А. Секей

Редактор Л. Пчелинская Техред M. Голинка Корректор С. Щомак

Заказ 2415 49 . Тираж 618

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

7 825653 8

Формула изобретения обработке резанием, охлаждение со скоростью .1-5©С/мин производят до темпеСпособ отжига стальных заготовок, ратуры на 30-60 С ниже точки А..

Р с преимущественно из среднелегирован- Источники информации, ных цементуемых сталей, включающий принятые во внимание при экспертизе аустенизацию, охлаждение со скоростьями

1. Технология автомобилестроения .

II tt

1-5 и 20-4ФС/мин ниже А,выдержку и пос- 1976, У 3, с. 1-5. ледующее охлаждение на воздухе, о т- 2. Авторское свидетельство. СССР л и ч а ю шийся тем, что, с це- по заявке Ф 2632260/22-02, С 21 0 1/78, лью улучшения стружкообразования при 1О 1978.