Способ термической обработки литых деталей

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Свюз Советсннк Сфцналнстнчесмнк Республик(22) Заявлено 270976 (21) 2408640/22-02с присоединением заявки йа(51) М, Ка С 21 Э 1/56 Государственный омнтет СССР по делам нзобретеннй н отрытнйДата опубликования описаНИЯ 3004.79 С.И,Михайлов,М.С.Михалев,Е.Т.Иорш,А.А.РадзиховскийтА.С. Гйтюцкий, Б.Г. Бахмутский, Ю. Н.Малыгин, Л.И. Берштейн,В.А.Двухглавов,Х.И.Пеирик, Л.Н.Косарев,Л.Р.Медведики С.И,Чирков(72) Авторы изобретение Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательскогоинститута железнодорожного транспорта Всесоюзный научноисследовательскиИ проектно-технологический институтвагоностроення и уральский вагоностроительный заво(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 1 .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 2Недостатком 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 замедленнойскоростью охлаждения, которые, складываясь с рабочими напряжениями,уменьшают долговечность и эксплуатаф ционную надежность деталей.Цель предлагаемого способа - повышение долговечности и эксплуатационной надежности стальных литыхдеталей подвижного железнодорожного 10 состава путем перераспределения внутренних напряжений, направленного нас здание или увеличение напряжениЯ,противоположных по знаку рабочимнапряжениям по зонам наиболее часф тых повреждений или наибольших напряжений.Перераспределение напряжений достигается тем, что в процессе общего охлаждения детали, отдельные ее лО эоны подвергают ускоренному охлажде"нию. При этом скорость охлажденияметалла зон повышенной повреждаемости или наибольших напряжений должнабыть на 5- 25 С в минуту больше ско рости охлаждения смежных эон дотемпературы смежных эон 650-550 оС,Разница в скорости охлаждения создает в зонах ускоренного охлажденияостаточные напряжения сжатия, которые 1 ф будучи по знаку обратны напряжениям659635 4Так например, испытания боковыхрам показали следующие результаты,Боковые рамы, изготовленные пообычной технологии, имеют пределусталости Р,42 тс при коэффициенте асимметрии 0,3 и базе испытания10 циклов, Боковые рамы, иэготовтленные по предлагаемому способу,имеют при том же коэффициенте асимметрии и базе испытаний предел усталости порядка 60 тс. Таким образом,1 О предел усталости боковых рам, обработанных по предлагаемому способу,повысился на 18 т или примерно на40. Такое повышение предела усталости обуславливает увеличение дол 15 говечности более чем в 2 раза.Предлагаемый способ позволяетповысить эксплуатационные нагрузкина деталь без Увеличения ее весаи конструктивных переработок. Формула изобретения 1. Способ термической обработкилитых деталей, преимущественно тележек железнодорожного подвижного состава, включающий нагрев до 990-930 ОС,фвыдержку при этой температуре и,последующее охлаждение на воздухе,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения прочности и дол"говечности в эксплуатации, зонынаиболее высоких рабочих напряжений.охлаждают со скоростью на 5-25 С вминуту большей, чем скорость охлаж дения смежных зон, до температурысмежных эон 650-550 фС. растяжения обуславливают повышениепредела усталости и, соответственнодолговечности деталей.П р и м е р 1. Боковые рамы,изготовленные иэ стали 20 ФЛ, загружают в проходную термическую печь стемпом подачи 16 мин, нагревают дотемпературы 91515 С и выдерживаютпри этой температуре. Время нахождения детали в печи составляет 3 ч13 мин. После выхода боковой рамы изпечи производят охлаждение на воздухе всей детали с одновременным ускоренным охлаждением сжатым воздухом наиболее повреждаемых эонвнутренних углов буксовых и рессорных проемов. Скорость охлажденияэтих зон составляет 25 оС в минутуоФсмежных 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/см 2, чтовызывает повышение долговечностибоковой рамы,П р и м е р 2. Надрессорныебалки, изготовленные иэ стали 20 Л,загружают с темпом подачи 16 минв проходную термическую печь и нагревают до температуры 91515 С с последующей выдержкой. Время нахождениябалок в печи составляет 3 ч 12 мин.После выхода надрессорной балки иэлечи производят охлаждение всейдетали на воздухе при одновременномускоренном охлаждении сжатым воздухом нижнего пояса. Скорость его охлаждения составляет 11 С в минуту,скорость охлаждения смежных зоноб С в минуту. Ускоренное охлаждениезаканчивают при температуре смежных 40зон, 550 С.В результате измерения в нижнемпоясе зафиксированы напряжения порядка + 200 кгс/смТаким образом, применение предлагаемого способа термической обработ"ки позволило значительно уменьшитьвеличины растягивающих напряжений(с 625 до.200 кгс/см 2).Применение предлагаемого способав промышленном производстве позволяет повысить предел усталости и, соответственно, додговечность деталей. 2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, охлаждение зон наиболее высоких рабочих напряжений ведут сжатым воздухом или водовоэдушной смесью,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 337416, кл С 210 1/56, 19722. Технологическая инструкция на термическую обработку стального литья в термических печах с охладительной камерой ИТ 37-74 Кременчугского завода литья и штамповок, 1974.,Редактор Г,Прусова Техред И.БабУРка Корректоро,БилакЗаказ 2122/б Тираж 652 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делаМ изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д.4/5ЦФилиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4