Способ термомеханической обработкиизделий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 050 378/22 присоединением заяв23) Приоритет ственный комите СССРам изобретений открытий ио де Опубликовано 300381,Бюллетень Мо 12Дата опубликования описания 300381 6 21, 78579 088,8)). Заявите нецкий ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт ОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ЗДЕЛИй ж Изобретение относится к областитермомеханической обработки и можетбыть использовано при термомеханической обработке матриц, колец подшипников качения, штампов и др. из"делий иэ высокопрочных, теплостой"ких легированных и углеродистых сталей, работающих на истирание при высоких механических нагрузках и повышенных температурах.Известные способы терйомеханической обработки стали, включающие аустенитиэацию до оптимальной температуры, пластическую деформацию и закалку, нашли применение,в техникаи существенно повышают эксплуатационные свойства деталей машин и инструмента 1.Недостатком этих способов является высокое сопротивление пластической деформации.Известен способ высокотемпературной термомеханйческой обработки стали, цключающий нагрев до температуры аустенитиэации, выцержку при этой температуре, пластическую деформацию и закалку, причем перед пластической деформацией производят дополнительный нагрев, например токами высокой частоты в течение 1-2 с. на 50-100 С выше температурыки 2 . Недостатком этого способа являет ся то, что перед термомеханическойобработкой производится дополнительный нагрев всего объема металла, в том числе и той части его поверхно,сти и прилегающих к поверхности объ-О емов, которые в различных изделияхподвергаются наиболее высоким контактным нагрузкам, работают на усталость, подвергаются резким тепловым .воздействиям и износу, Но даже кратковременный перегрев металла по сравнению с оптимальной температурой приводит не только к дополнительному нежелательному растворению карбидов в аустените и к росту зерна аустенита, но и к протеканию после пластической деформации нежелательных рекристаллизационных процессов и нежелательных процессов изменения дислокационной структуры металла, а 5 также к увеличению количества остаточного аустенита в стали после закалки, Рекристаллиэационные процессы,прост зерна и изменения дислокационного строения стали протекают тем полнее,чем вьме температуранагрева по сравнению с оптимальной, и подавить эти.процессы полностью закалка не может, а основной эффект повышения свойств стали при термомеханической обработке связан с предотвращением развития указанных про 5 цессов. Все это существ енно снижает работоспособность изделий.Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости изделий.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе термомеханической обработки стали, включающем нагрев до температуры аустенитиэации,выдержку,дополнительный индукционный нагрев выше температуры аустенитиза- . ции,пластическую деформацию рабочей 15 поверхности, закалку и отпуск, дополнительному индукционному нагреву подвергают объем иэделия, удаленный от деформируемой рабочей поверхности на расстояние 2-15 мм, 2 ОСпособ термомеханической обработки, при котором дополнительно нагревается удаленный от рабочей поверхности объем металла, приводит к сниженик общего усилия деформирования, а сохранение оптимальной температуры нагрева рабочей поверхности и рабочего объема заготовки обеспечивает сохранение оптимальной структуры рабочих объемов металла до и после обработки и высоких служебных свойств ЗО изделия (высоких контактной усталостной прочности.,сопротивляемости износу, сопротивляемости тепловому удару и др., соответствующих оптимальной температуре нагрева для тер момеханической обработки).Сущность предлагаемого способа термомеханичесой обработки изделий, например матрицсостоит в следующем,Изделие, например матрицу, нагре вают до оптимальной для данной стали температуры, выдерживают при этой температуре для получения однородной структуры по сечению, затем подвергают дополнительному индукционному 45 нагреву объем изделия, удаленный от рабочей поверхности на 2-15 мм, на 50 -350 С выше температуры выдержки, деформируют и немедленно закаливают с последующим отпуском.При дополнитель р ном нагреве объема, удаленного на 2- 15 м от рабочей поверхности, температура рабочей поверхности сохраняется оптимальной.Вследствие того, что дополнитель 55 ному индукционному нагреву перед деформацией подвергают объем изделия, удаленный.от рабочей поверхности на 2-15 мм; снижается общее сопротивление деформированию, сохраняется оптимальная температура рабочей поверх ности перед деформированием, обеспечивается получение оптимальной структуры и свойств рабочей поверхности и рабочего объема, что приводит к повышению работоспособности изделий. б 5 Параметры удаления объема металла, подвергаемого дополнительному нагреву, от рабочей поверхности подобраны в лабораторных экспериментах. Толщина слоя, не подвергающегося дополнительному нагреву, составляет примерно 20 от общей толщины стенки. При удалении менее 2 мм нет гарантии, что рабочая поверхность не перегреется; при удалении более 15 мм существенно возрастает сопротивление деформированию.П р и м е р. Для осуществления предлагаемого способа используют матрицу из стали 4 ХВ 2 С, предназначенные для формирования головок болтов М 16 на болтовых одноударных автоматах.Заготовки вставок штампов диаметром 82 мм и высотой 55 мм нагревают в электропечи до 900 С в течение 1,25 с. Часть поверхности заготовки, подлежащей обжатию, перед нагревом покрывают смазкой, состоящей из 70 графита и 30 жидкого стекла. Затем заготовку снаружи дополнительно нагревают индукционным методом на глубин 20 мм в течение 25 с. Наибольшая температура наблюдается на боковой поверхности цилиндрической заготовки и составляет 1150 С. После этого заготовку устанавливают в бандажную матрицу пресса и путем продавливания мастер-пуансоном формируют полость, соответствующую головке болта с наибольшим размером 32 мм. Таким образом, дополнительно перегретый слой оказывается на расстоянии 5 мм от рабочей поверхности. После горячего продавливания заготовки закаливают в масле, затем отпускают при 500 С в течение 1 ч, Микротвердость рабочей поверхности составляет 800 кгс/мм . Средняя стойкость вставок штампов до выхода иэ строя составляет 1425 кг болтов.Стойкость вставок штампов иэ той же стали, подвергнутых термомеханической обработке известным способом, составляет 9 б 5 кг болтов, а микротвердость рабочей поверхности 725 кгс/ммФормула и зобрете ни яСпособ термомеханической обработки изделий, например матриц, включающий нагрев до температуры,аустенитизации, выдержку, дополнительный индукционный нагреввыше температуры аустенитизации,пластическую деформацию рабочейповерхности, закалку и отпуск, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения эксплуатационной стойкостиизделий, дополнительному индукционному нагреву подвергают объем изде817079 Составитель Р. КлыковаТехредМ.Табакович Корректор С. Шекмар Редактор Т. Портная Тираж 618 Подписное ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушокая наб., д. 4/5.Заказ 2432 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лня, удаленный от деформируемой рабочей поверхности на расстояние 2-15 мм.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бернштейн М.Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов. М., фМеталлургияф, 1968.2. Авторское свидетельство СССР 9 б 03678, кл С 21 0 7/14, 1976.