Способ термической обработки полых цилиндрических изделий

ОП ИСАНИЕИЗЬВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоцкаписткческккРеспублик ои 8940024с(53)М. Кл. С 21 0 9/08 С 21 0 1/10 С 23 С 9/00 евударственвй квинтет СССР ао данаи нзабрвтений н открытий(5 З)УДКЕ 21,785, .79 (088.8) 72) Авторы изобретен ьев И, Андрюшечкин, И. П. Дашкова, А, Ю, Баи Б.ф. Кравцов 7) Заявнтел Московский ордена Ч)эудового Красно стали и сплавов54) СПО ЕРМ БРАБОТКИ ПОЛЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХЛИЙ 2Недостатком этого способа обработкиявляется возможность коробпения, трещинообраэования и окапинообраэованияна внешней поверхности изделия.Общим недостатком перечиспенных способов является ограниченность свойствповерхностного слоя химическим составом сталей.Наиболее близким к предлагаемомуявпяется способ термической обработкииэделий, например, шестерен, включающий индукционный нагрев с одновременнымнасыщением поверхности обрабатываемогоиэделия углеродом из газовой фазы и последующего охлаждения с критической 5скоростью И. 10 Однако известндля термическойпий, которые подолжны обладатьстойкостью в сочглубиной закаленняющейся твердос Изобретение относится к термическойи химико-термической. обработке метал-.лов и сплавов и может быть использовано при обработке поверхности полых цилиндрических стальных иэделий в машиностроении, в частности прп изготовпении бурильных труб,Известен способ закалки бурильныхтруб непрерывно-последовательным способом с нагревом ТВЧ ГД.Недостатки известного способа обрабоки - невозможность попучения высокойизносостойкости, закалки труб иэ легиро. -ванных сталей, ввиду невозможности иопользования более мягких охпаждающихсред, а также возникновение пятнистостиИзвестен также способ термическойобработки тонкостенных полых стальныхизделий, в котором после индукционногонагрева до температуры закалки производится быстрое охлаждения внутренней поверхности изделия и повторный нагрев дотой же температуры с одновременнымохлаждением внешней поверхности К,ый способ непригоден обработки попых иэдеусловиям эксплуатации поверхностной иэносоетании с определенной ного слоя и плавно метью по сечению.формула из обре тен ия с 25 3 80Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости полых цилиндрических иэделий.Поставленная цель достигается тем,что в способе термической; обработки,включающем индукционный нагрев с одне.временным насыщением легирующими элементами поверхности и охлаждение с критической скоростью, нагрев производятс одновременным охлаждением противоположной стороны, охлаждение противопвложной стороны должно обеспечить ылаждение насыщаемой поверхности с критической скоростью за счет теплопро водности.Одновременно с нагревом производятборирование поверхности,Нагрев рабочей поверхности производят одновременно с нитроцементацией.. обладающие повышенной твердостью, полученные в результате поверхностноголегирования, располагаются на закаленной подложке. Тем самым исключается. возможность продавливания тонкогодиффузионного слоя ири эксплуатации иэделия, что значительно повышает его суммарную износостойкость.П р и м е р 1. На наружнУю поверхность Фрубы из стали 38 ХНМ с внешнимдиаметром 85 мм и внутренним 48 ммнаносится обмазка, состоящая из карбидабора, замешанного на поливиниловом спирте. Попив подсушки в течение 10 мин.деталь подвергается индукционному нагреву до 1180 С со скоростью 20 д С/си использованием высокочастотного (рабочая частота 440 КЪ промышленногогенератора. Одновременно с нагревом проводится охлаждение внутренней поверхности водой с помощью спрейера, расположенного в одной плоскости с нагревае, мой зоной.Деталь во время обработки вращаетсяи 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 микротвердостью1100. кг/ммя, лежащей на закаленнойподложке глубиной 1 мм и микротвердостью 600 кг/мм. 4002,4П р и м е р 2. На поверхность трубыиэ стали ЗОХГСА (размеры по примеру 1)наносится обмазка, состоящая иэ 50%желтой кровяной соли, 40% карбюриэатора,5% хлористого аммония, 8% маршалита.Просушенная в течение 18 миндетальнагревается до 1050 С, с одновременнымвнутренним охлаждвнием, аналогично примеру 1. В результате проведенной обра 10 ботки на поверхности формируется слой,насыпанный углеродом и азотом, глубиной 0,05 мм с микротвердостью1000 кг/мкад, плавно переходящий взакаленный слой стали ЗОХГСА глуби 15 ной 1 мм,Предлагаемый способ термической обрабопси ведет к повышению износостойкости иэделий. Эксплуатационная стойкость бурильной колонны с муфтовыми20 соединениями, упрочненными предлагаемым способом, увеличивается в 1,2 раза. 1. Способ термической обработки полых цилиндрических иэделий, преимущественноо стальных труб, включающий индукционный нагрев выше температуры Ас с0 одновременным насыщением:поверхностйлегирующими элементами и охлаждение скритической скоростью, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияэксплуатационной стойкости, индукционный35 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 одновременно с борированием.40 З,Способпоп. 1,отличак- щ и й с я тем, что нагрев осуществляютодновременно с нитроцементацией.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе45 1. Головин Г,ф, и Замятин М,М, Высокочастотная термическая обработка, ЛМашиностроение, 1968, с. 205-2082. Патент Японии М 6838,кл, 10 А 742, 1969,50 3. Ассонов А.Й. и др. Газовая цементация с индукционным нагревом, М.,Машгиз, 1988, с, 48-46, ВНИИПИ Заказ 11397/43 Тираж 621 ПодписноеФилиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4е