Способ термической обработки полых цилиндрических изделий

Способ термической обработки полых цилиндрических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (1894002

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических республик

J (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)За алеко 22.05.80 (21) 2920051/22 02 (51)M. КЛ.

3 с присоединением заявки М (23) Приоритет

С 21 Q 9/08

С 21 О 1/10

С 23 С 9/00

Тевударстввниый коиитвт

СССР ао данаи нзабрвтений н открытий

Опубликовано 30.12.81. Бюллетень № 48

Дата опубликования описания р0.12.81 (5З). Д 621.785, .79 (088.8) (72) Авторы изобретения

I ьев

В. И. Андрюшечкин, И. П. Дашкова, А. Ю. Ба и Б.Ф. Кравцов (7I ) Заявитель

Московский ордена Tpyaoeoro Красного Зн сталй и сплавов (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ, ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к термической и химико-термической. обработке метал-. лов и сплавов и может быть использовано при обработке поверхности полых цилиндрических стальных . иэделий в ма»

5 шиностроении, в частности прп изготовлении бурильных труб, Известен способ закалки бурильных труб непрерывно-последовательным способом с нагревом ТВЧ fl).

Недостатки известного способа обработ ки — невозможность получения высокой износостойкости, закалки труб иэ легиро.— ванных сталей, ввиду невозможности ио пользования более мягких охлаждающих

3S сред, а также возникновение пятнистости.

Известен также способ термической обработки тонкостенных полых стальных изделий, в котором после индукционного нагрева до температуры закалки произво дится быстрое охлаждения внутренней по верхности изделия и повторный нагрев до той же температуры с одновременным охлаждением внешней поверхности Я, 2

Недостатком этого способа обработки является возможность коробления, трешинообраэования и окалинообраэования на внешней поверхности изделия.

Общим недостатком перечисленных спо собов является ограниченность свойств поверхностного слоя химическим составом сталей, Наиболее близким к предлагаемому является способ термической обработки иэделий, например, шестерен, включающий индукционный нагрев с одновременным насыщением поверхности обрабатываемого иэделия углеродом из газовой фазы и по следующего охлаждения с критической скоростью (.в .

ОДнако йзвестный способ непригоден для термической обработки попых иэделий, которые по условиям эксплуатации должны обладать поверхностной иэносостойкостью в сочетании с определенной глубиной закаленного слоя и плавно меняющейся твердостью IIo сечению.

Формула из обре тен ия с

3 89

Бель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости полых цилиндрических иэделий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термической; обработки, включающем индукционный нагрев с одно» временным насыщением легирующими элементами поверхности и охлаждение с кри тической скоростью, нагрев производят с одновременным охлаждением противоположной стороны, охлаждение противопо ложной стороны должно обеспечить охлаждение насыщаемой поверхности с критической скоростью sa счет теплопро-волю ости.

Одновременно с нагревом производят

i борирование поверхности, I

Нагрев рабочей поверхности производят одновременно с нигроцементацией. .Таким образом, диффузионньюе слои, . обладающие повышенной твердостью, полученные в результате поверхностного легирования, располагаюотся на закаленной подложке. Тем самым исключается . возможность продавливания тонкого диффузионного слоя ири эксплуатации изделия, что значительно повышает его суммарную износостойкость.

Пример 1. На наружную поверхность 5рубы из стали 38ХНМ с внешним диаметром 55 мм и внутренним 45 мм наносится обмазка, состоящая из карбида бора, замешанного на поливиниловом спир« те. Па@ив подсушки в течение 10 мин. деталь подвергается индукционному на» греву до 1180 С со скоростью 200 С/с и использованием высокочастотного (рабочая частота 440 Кйю промышленного генератора. Одновременно с нагревом про» водится салаждение внутренней поверхности водой с помощью спрейера, распо»лаженного в одной плоскости с нагревае, мой зоной.

Деталь во время обработки вращается и двигается через индуктор со скоростью, 4 мм/с.. В результате обработки на внешней поверхности трубы формируется бори-. рованный слой эвтектического типа глубиной 0,28 мм с микротвердостью

1100 кг/мм, лежащей на закаленной подложке глубиной 1 мм и микротвердостью 600 кгlмм.

4002, 4

Пример 2. На поверхность трубы иэ стали ЗОХГСА (размеры по примеру 1) наносится обмазка, состоящая иэ 50% желтой кровяной соли, 40% карбюриэатора, 5% хлористого аммония, 5% маршалита.

Просушенная в течение 18 мин„деталь нагревается до 1050 С, с одновременным внутренним охлаждением, аналогично примеру 1. В результате проведенной обра10 ботки на поверхности формируется слой, насыпанный углеродом и азотом, глубиной 0,05 мм с микротвердостью

1000 кг/мкад, плавно переходящий в закаленный слой стали ЗОХГСА глубиt5 ной 1 мм.

Предлагаемый способ термической обработки ведет к повьппению износостойкости иэделий. Эксплуатационная стой кость бурильной колонны с муфтовыми щ соединениями, упрочненными предлагаемым способом, увеличивается в 1,2 раза.

1. Способ термической обработки полых цилиндрических иэделий, пре имуществ венио стальных труб, включающий индук ционньюй нагрев выше температуры Ас с одновременным насыщением:поверхностй легирующими элементами и охлаждение с критической скоростью, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости, индукционный

55 нагрев осуществляют с одновременным охлаждением противоположной стороны, 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что нагрев осуществляют опновременно с борированием.

40 З.Способпоп. 1,отличаю»m и и с я тем, что нагрев осуществляют одновременно с нитроцементацией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 1. Головин Г,Ф, и Замятин M,M . Высокочастотная термическая обработка, Л„ Машиностроение, 1968, с. 205-208

2. Патент Японии М 6538, кл, 10 А 742, 1969, 3. Ассонов А.Й. и др. Газовая цемен-тация с индукционным нагревом, M., Машгиз, 1958, с, 45-46, ВНИИПИ Заказ 11397/43 Тираж 621 Подписное

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