Способ термомеханической обработки стальных изделий

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРесттублик(21) 2477760/22-02 22) Заявлено 20.04:77 присоединением заявк 51) С 21 Р 7/О С 21 Р 1/7 фа удерстеееье ееете СССР о делан кзооретенке в открытке. Х. Шафареев, Б, А. Каледин, В. А. Андрияшин, Л И. Е. Гильман и П. А. Чспа нститут проблем надежности и долговечности машин АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЪХ ИЗДЕЛИЙИзобретение относится к металлообработке, а именно к обработке металлов и сплавов путем пластической деформации в сочетании с термообработкой, и может найти применение при обработке деталей, тел вращения, плоских и фасонных поверхностей деталей.Известен способ термомеханической обработки, совмещающий процесс нагрева и пластической деформации путем обработки струей подогретой дроби 1.Известен также способ термомеханической обработки, включающий аустенизацию, деформацию и охлаждение, при котором дополнительно производят холодную пластическую деформацию поверхности 2. Известные способы позволяют повысить прочностные свойства изделий, однако не оказывают влияния на процесс охлаждения деталей, когда формируются их свойства в процессе закалки.Известен способ термомеханической обработки металлических изделий, включающий нагрев и охлаждение газовым потоком, изменяющимся от сверхзвуковой до дозвуковой скорости, содержащим распыленные жидкие тела н твердые вещества 3.Способ позволяет регулировать структуру изделий при одновременном упрочненииповерхностного слоя, однако не обеспечивает мартенснтную структуру для сталей,имеюгцих точку мартенснтного превра щения ниже 0 С. Кроче того, создание сверхзвуковой скорости газового потока усложняет оборудование и ухудшает санитарныеусловия нз-за наличия шума,.Наиболее близким к предлагаемому является способ, включающий нагрев изде.лий под закалку и охлаждение, совмещенное с процессом деформации стальной дробью 4,15Недостатоуровень физкак не обеспизделий. Кроного нспользчены случаиотрицательноботанных нздрапины и т. к данного способа . - низкий ко-механических свойств, так ечивается требуемая структура ме того, в процессе многократ.овання стальной дроби отме- ее хрупкого разрунн ннн, что сказывается на качестве обра.елий (появляются задиры, па. д.), в результат иго снн,кает.712 б Таблица 1 5 20 20 О 2 5 0 тр оби составляеедяной оболоч угунной тол щии ф случае диа1,5 мм, раки 1 мм.В таблтвердости иков при обработвыбирают из услоих энергий при об и ледяными шариюдают при выборе оболочкой. В этом чети 3ся долговечность изделий, работающих вусловиях изгиба с кручением.Цель изобретения - повышение физикомеханических свойств изделий. Укаэанная цель достигается тем, что в известном способе, включаюшем нагрев металлических изделий и охлаждение, совмещенное с пластической деформацией дробью, охлаждение и пластическую деформацию осуществляют ледяными шариками или дробью с оболочкой из льда. Масса и ско- в рость удара ледяных шариков подбираются так, чтобы их кинетическая энергия была достаточной для достижения заданной степени деформации. Во время удара из-за высокой температуры нагретой поверхностиледяной шарик быстро тает и охлаждает ее. Так как процесс плавления и испарения требует большого количества тепла, то охлаждение поверхностного слоя протекает быстро. Таким образом, предлагаемый способ позволяет сочетать пластическую деформацию нагретого поверхностного слоя с его быстрым охлаждением. Кроме того, для сталей, температура окончания мартенситного превращения которых лежит ниже нуля, с целью уменьшения количества остаточного аустенита, требуется охлаждение до температур ниже нуля. Обработка ледяными шариками позволяет решить эту задачу, так как деформирование повышает точку мартенситного преврашення, а охлаждение льдом способствует распаду остаточного аустенита. Диаметр ледяных шар е второй партии деталей ия равенства кннетическ аботке чугунной дробью ами. То же условие собл иаметра дроби с ледяной Для более интенсивного охлаждения можно применять замороженные шарики, полученные из 8 - 12%-ных водных растворов МаС и МаОН.Способ осуществляется следуюгцим образом.Деталь устанавливают в центрах, например, токарного станка, а дробометное устройство крепится в резцедержателе суппорта. Деталь приводят во вращение и индуктором нагревают до заданной температуры, затем производят обработку дробью. После обработки останавливают врашение и выжимают деталь из центров.Пример. Проводится обработка трех партий деталей (по 10 штук в каждой), изготовленных из стали 45 диаметром 30 мм, длиной 250 мм.В первой партии детали подвергают обработке, включающей нагрев до 830 С, пластическую деформацию струей дроби под давлением сжатого воздуха 3 кг/см . Отпуск производят при 250 С с последующим охлаждением на воздухе. Во второй партии детали подвергают обработке по предлагаемому способу, сначала нагревая их до той же температуры, что и в первом случае (830 С), затем отключают индуктор и деталь подвергают пластической деформации и одновременному охлаждению ледяными шариками, В третьей партии детали также подвергают обработке по предлагаемому способу, однако используют чугунную дробь с ледяной оболочкой. Режимы отпуска во всех трех партиях идентичны.Режимы обработки приведены в табл. 1. 2 приведены средние значения оверхностного слоя по Викерсу71 126 Табпица 2 307 560 657 формула изобретения Составнтелв Р. Клыкова Редактор А. Кравченко, Текред К. Шуфрнч Корректор Г, Реветннк Заказ 8808/ 7 . Тнрааг 008 Подонсное ЦН КИПИ Государственного комнтета СССР но делам нзобретеннй н ат крытой3038, Москва, Ж - 3, Раушскан наб д. М/Б фнлнал ППП чПатентэ, г. Уагород, ул, Проекткан, 4По сравнению с известными применение48 предлагаемого способа позволяет повысить физико-механические свойства изделий, получить мартенситную структуру даже для сталей с точкой мартенситного превращения ниже 0 С, удешевить процесс, в случае осуществления обработки исключительно ле- уе дяными шариками. иСпособ термомеханической обработки стальных изделий, включающий нагрев и охлаждение, совмещенное с пластической деформацией дробью, отличающийся тем, что,с целью повышения физико-механическихсвойств изделий, охлаждение и пластичес-,кую деформацию осуществляют ледянымишариками или дробью с оболочкой из льда.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР68605, кл. С 21 0 7/06, 1946.2. Авторское свидетельство СССР321544, кл. С 21 Р 7/14, 1970.3, Авторское свидетельство СССР395445, кл, С 21 0 Ц 78, 1970.4. Патент Японии12337,кл, ОА, 20.1, 1967.