Способ предварительной обработки деталей из железоуглеродистых сплавов

о 676621 ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(088,8) по делам изобретении и открытийия описания 13.07.79 Дата опублик 72) Автор изобретени К. Херсонский ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЪХ СПЛАВ о изобретения яв ия деталей посл с применениемпутем создани го орпентирова оя с интервалами напряжений 1 и зводптельности. Целью настоящегся снижение короблезовых превращенийкочастотного нагреваего поверхности стродеформированного слвыхода внутреннихда и повышение прои аяетфа- ысоя на ного для 1 роИзобретение относится к области термообработки металлов и сплавов и можег быть использовано для бездеформационной закалки деталей с высокочастотным нагревом.5В современной практике термической обработки металлов высокочастотным нагревом влияние исходного структурного состояния, предварительной холодной пла. стической деформации на коробление и 10 деформацию стальных деталей после окончательной термической обработки очень велико.Для уменьшения коробления и деформации деталей после окончательной термп ческой обработки известны такие способы поверхностной пластической деформации, как наклеп, накатка, резание 11.Однако все эти методы имеют малую величину проникновения (глубину суб структуры), величину на порядок меньшую, чем применяемая в практике высоко частотного нагрева глубина закалки, и поэтому их влияние на коробление деталей после окончательной термической обра ботки ограничено.Известен способ предварительной обработки деталей из железоуглеродистых сплавов, заключающийся в пластической деформации со степенью 75 - 100% при ЗО комнатной температуре с последующим нагревом со скоростью 200 - 2000 Сч 2.Повышенная плотность дефектов кристаллического строения, вызванная деформацией, слабо сказывается на характере объемных и линейных изменений, так как устойчивая субструктура, созданная предварительной деформацией, состоит из разориентированных зерен (разориептировка близка к большеугловой) и в а- фазе к моменту с- у - превращения на межфазных границах формируются устойчивые зародыши новой фазы. В этом случае количество зародышей увеличивается на несколько порядков и создаются условия пзотропного роста новой фазы. Кроме того, предварительная деформация со степенью 75 - 100% требует мощных и дорогостоящих агрегатов для создания постоянного внешнего напряжения и практически не применяются.510 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 Поставленная цель достигается тем, чтопредварительное упрочнение поверхностного слоя детали производят с постоянным напряжением, создавая при этом вповерхностном слое деформированныеучастки с интервалами, причем величинадеформированных участков на порядок вы.ше величины интервала, а глубина дефор.мированного участка составляет не менее50 О/о глубины окончательной термическойобработки (закалки),Кроме того, высокочастотный нагревпод окончательную термообработку (закалку) производят со скоростью 1000 -4000 С/с.Упрочненный поверхностный слой с деформированными участками и интервалами между ними создает субструктуру сориентировочными зернами, вытянутыми внаправлении внешнего напряжения, плотность дислокаций на границах интерваловниже, чем в деформированных участках, -эта разность и позволяет релаксироватьнапряжение; вознщающйе при фазовыхпревращениях. Высокая скорость нагреваспособствует релаксации и одновременносохраняет. ориентировочность субструктуры, что наблюдается при медленном печномнагреве.На фиг. 1 и 2 представлены схемы упрочнения поверхностного слоя длинномерныхдеталей круглого и прямоугольного сечения; на фиг. 3 - сечение А - А на фиг. 1;на фиг. 4 - сечение Б - Б на фиг. 2.На фиг. 1 представлена схема нанесения деформируемых участков / с интерва.лами Л/ на детали круглого сечения диаметром Й и длиной 1 причем отношение1 Л) 20 - 50. На фиг, 3 показана глубинасубструктуры Н, причем отношение глубины субструктуры из ориентированных внаправлении приложения внешнего напряжения Н к глубине закалки детали Ь(оговоренной ТУ чертежа) составляетН//=0,5 - 0,1, Отношение длины деформи.рованного участка / к длине интервала Л/составляет //Л/=10 - 12,На фиг. 2 представлена схема нанесения деформируемых участков / с интервалами Л/ на детали прямоугольного сечения (например, матрицы штампа) шириной а, длиной б и высотой с, причем отношение б/с) 15 - 30 и Иа) 2 - 5, На фиг. 4показана глубина субструктуры Н, отношение которой к величине глубины закалки Ь (оговоренное ТУ чертежа) составляетН/6=0,5 - 1,0, Отношение длины деформированного участка к длине интервала / составляет Л/=10 - 12, На деталях прямо.угольного, трапецеидального, квадратного идругих сечений возможно как продольное,так и поперечное и угловое нанесение деформируемого слоя, что в основном связано с выбором способа его создания; накат.ка роликом, пластическая деформация в пресс-формах и т. д., однако вышеуказанные пропорции между длиной деформируемого участка и длиной интервала должны быть соблюдены (выдержаны) во всех вариантах.П р и м е р. Проводится термическая обработка штоков амортизатора различных типоразмеров из стали 45. Детали обкатываются роликами с шагом 48 мм при скорости 20 об/мин и усилии 2 т, причем один из вращающихся роликов имеет по. перечную подачу, Интервал 4 - 5 мм. После контроля глубины деформированного слоя и других параметров предварительной деформации (длины деформированных участков и длины интервалов между ними) штоки подвергаются высокочастотной закалке в станке-автомате с горизонтальным расположением поддерживающего устройства и установкой ТВ 4 ЛЗ - 107 В со скоростью 3000 - 3500 С/с. Производительность станка - 50 - 55 мм/с. Во всех типоразмерах штоков устанавливаются глубина, микроструктура и твердость закаленной зоны и определяются показатели деформации и коробления. Оценка глубины слоя, микроструктуры и твердости производится на микроскопе МИМи твердо. мере мод. ТК,Коробление деталей не увеличивается, а в некоторых случаях уменьшается после окончательной термической обработки, изменение линейных размеров не превышает 1%, - все это свидетельствует об устойчивости предлагаемого способа и возможности бездеформационной закалки длинно. мерных деталей,Использование предлагаемого способа предварительной обработки деталей из железоуглеродистых сплавов обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: возможность повысить качество термообработки длинно- мерных деталей за счет уменьшения ко. робления и деформации; снизить энергоемкость существенных способов бездеформационной закалки, в которых жесткая фиксация и пластическая деформация деталей с целью снижения коробления производится в специальных мощных приводах, приспособлениях и устройствах; аннулировать специальные рихтовочные операции и агрегаты для производства их; повысить производительность станков-автоматов для закалки длинномерных деталей с применением высокочастотного нагрева.Ф ор мула изобретения1. Способ предварительной обработки деталей из железоуглеродистых сплавов, включающий пластическую деформацию при комнатной температуре и скоростной нагрев под закалку, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения коробленияТираж 657елам изобретений и окая наб., д. 4/5 Подписноетий Изд Ма 373ственного комитета СССР по 113035, Москва, Ж, Рау аказ 461/832НПО Го. Харьк. фил. пред. Патент и повышения производительности, произво. дят поверхностную пластическую деформацию участками,2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев под закалку осуществляют со скоростью 1000 в 40 С/с.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Булгаков В. А. Исследование влияния исходного состояния стальных деталей на изменение размеров после окончательной термической обработки. Автореферат, 5 Харьков, 1975, с. 3 - 32,2. Авторское свидетельство СССР485158, кл. С 21 0 1/78, 1974.