Способ термической обработки изделий

(51)4 С 21 0 8/ ОБРЕТ ИЯ титута чертво СС1975 о СССР О, 198 Б РАБОТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗ А ВТОРСНОМУ СВИ(7) Восточный филиал Инс ной металлургии(56) Авторское свидетельс СР У 667596, кл, С 21 Р 8/ООАвторское свидетельств У 1135779, кл. С 2 Р 8/О 5. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ 0 КИ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к металлургии иможет быть использовано для упрочняющей обработки изделий, работающих в условиях трения. Цель изобретения - повышение износостойко сти. Обрабатываемую деталь (колодка иэ легированной среднеуглеродистой стали) зажимают в специальном патроне и прижимают к вращающемуся со скоростью 2 м/с ролику (инструменту) иэ спеченного порошкового материала состава, мас.7: Ге 97,2; С 2,50; остальное примеси. Нагрев детали происходит за счет тепла трения до 740- 1150 С. Обработку проводят при ступенчатом увеличении температуры со шагом 30-65 С. Давление увеличивают с шагом 0,4-0,6 МПа в пределах 4- 8 МПа. По достижении поверхностным слоем детали необходимой температуры в зону трения подается порция воды (Рн а = 0,075 МПа) и охлаждают поверхо ность до 500-600 С. Количество циклов нагрев - охлаждение, связанных со ступенчатыми увеличениями прилагаемо.го давления и температуры, составляет 5-10, Последний цикл обработки, который характеризуется максимальными давлением и,температурой, повторя- ф ют еще 6-10 раз. Паследний цикл охлаждения проводят при снятом механическом воздействии с помощью пода- С ваемой в зонУ трения воды до комнатной температуры, Применение способа позволяет более чем в 2 раза повысить износостойкость детали. 1 з.п. ф-лы,табл. вЬИзобретение относится к металлург гии и может быть использовано для упрочняющей обработки изделий, работающих в условиях трения.Целью изобретения является повы 5 шение иэносостойкости.П р и м е р. Обрабатываемую деталь зажимают в специальном патроне и прижимают к вращающемуся со скоростью 2 м/с ролику (инструменту) из материала, в составе которого имеются графитовые включения порошковый Ре-С фрикционный материал). Нагрев детали происходит за счет тепла трения до 740-1150 С, при которой сталь приобретает структуру аустенит + феррит в интервале температур 740-900 С и структуру аустенита при 900-1150 С, Обработку проводят при ступенчатом увеличении температуры с шагом 30- 65 С. Давление увеличивается с шагом 0,4-0,6 МПа в пределах 4-8 МПа.По достижении поверхностным слоем обрабатываемой детали, находящейся 25 под давлением, необходимой температуры в зону трения подается порция воды (Р Н о0,075 МПа), что приводит к охлаждению упрочняемого слоя до 500","30Контроль температуры осуществляет" ся с помощью хромель-алюмелевой термопары, приваренной к поверхности обрабатываемой детали.Количество циклов нагревохлаждение, связанных со ступенчатыми увеличениями прилагаемого давления и темпе. рйтуры составляет 5-10. Последний цикл обработки, характеризующийся максималь. ным давлением (Рилакс = 8 МПа при ВР0,4 МПа, и = 10 или Риеке7 МПа при аР = 0,5 МПа, и, = 6) и максимальной температурой,(, = 1050 Сопри дй = 30 С, п = 1 О или1100 С йри б = 65 С, и =. 6) повто 45 ряют еще 6-10 раэ.Повторение высокотемпературного цикла еще 6-10 раз связано с необхо;, димостью получения более толстогонауглероженного слоя Повторение высоко температурной обработки свыше 10 раз нецелесообразно из-за того, что дальнейшее увеличение количества циклов не приводит к повышению износостойкости и толщины слоя. Это связано с тем, что концентрации углерода .на поверхности обрабатываемой детали и на поверхности инструмента сравниваются и исчезает градиент концентраций, который является движущей силой для диффузии углерода. Менее 6 раз повторять высокотемпературную обработку также нецелесообразно из-эа получения науглероженного слоя малой толщиныПоследний цикл охлаждения следует проводить при снятом механическом воздействии с помощью подаваемой в зону трения воды до комнатной температуры.Результаты испытаний на износ детали (колодка из легированной средне- углеродистой стали состава, 7.: С 0,29; Сг 2,70; Мп 1,6; 81 0,45; Б 0,021; Р 0,015)упрочненной по известному и предлагаемому способам, представлены в таблице.Применение предлагаемого способа термомеханйческой обработки приводит к увеличиванию износостойкости деталей из среднеуглеродистой стали в 2 и более раз.ГФ о р м у л, а и з о, б р е т е н и я 1. Способ термической обработки изделий преимущественно из средне- углеродистых легированных сталей, включающий нагрев трением в интервале 740 - 1150 С при одновременном механическом давлении инструмента и охлаждение, причем нагрев и охлаждениепроводят циклически, повышая на каждом цикле температуру контактнойзоны на 30 - 65 С, охлаждение ведутдо 600 - 500 С, а давление на инструмент увеличивают в каждом цикле на 0,4 - 0,6 МПа, о т л. и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения износостойкости, механическое давление на изделие осуществляют инструментом из материала, содержащего графит, а по достижении при нагреве требуемой температуры проводят дополнительное циклирование в постоянном интервале температур, окончательное охлаждение проводят водой при снятом механическом давлении.2, Способ по п,1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что последний цикл обработки повторяют 6 - 10 раз,1420039 Интенсивностьизноса, г/м 1 ОУсловия обработки стали Известный способ 1 з = 30 С, ЛР = О 4 МПа, п = 10,6,12 2 дс = 65 С, дР = 0,5 МПа, и = 6,5,95 Предлагаемый способ Ф 3 Режим 1,но науглероживание, С= 20 С водой при снятом механическом давлении,2,694 Режим 3, но п10 2,60 5 Режим 2, но науглероживание,о20 С водой при снятом механическомдавлении, п = 6 6 Режим 5, но п1 О 2,51 п - количество циклов, связанных со ступенчатым увеличением давления и температуры. М п - количество дополнительных высокотемпературных циклов, Составитель М.ШелагуровРедактор Т.Лазоренко Техред М.Ходаиич Корректор М.Шароши Заказ 4292/26 Тираж 545 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва 3-35 ,Ра ская наб 4 5