Способ закалки листов

(54) СПОСОБ 3 3-0 ть использованосенин для упрочбковых конвейеровтермических повоносостойкости. На листов, и можетв горном машиноснения желобов скЦель - уменьшенизок и повышениелисте осуществля Бюл.констртитутобъеди торский техноесоюзногония Союзуглет электроли астко и А.П9(088.8лургияАКАЛКИ Гарбузов)1971, 4497411ЛИСТОВ стенизы от рани тков ременн ию наг ева листабл,2 ь. Врес.ти (эл раст- ектриот кои каяленаг еод источчика По периферии устанавливали д для подачи возд обеспечивая рас а электролита 0 тельное охлажде температуры аус ли с расходом 0,03 м /с м .ванны нагрев ширующее уст ха с электро теляойство литом, Зм/ч, Окончаток ния д воздуха001 м/с и е после до ествляО 1 ениэ ации дкости ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТПРИ ГННТ СССР(57) Изобретение относится к термообработке изделий из стального листа, в частности к способам зацепки Изобретение относится к термообработке изделий из стального листа, в частности к способам закалки листов, и может быть использовано в горном машиностроении для упрочнения желобов скребковых конвейеров.Целью изобретения является уменьшение термических поводок и повышение износостойкости.Осуществляли закалку листов иэ среднеуглеродистой стали 35, применяемой для изготовления желобов скребковых конвейеров. Толщина листа 8 мм.Нагрев осуществляли до достижения температуры аустенизации с противоположной стороны от места приложения нагрева электролитно-плазменным нагревателем с изменяемым диаметром ванны от 20 до 50 мм. Расход электролита через спрейера на охлаждение устанавливался О, 01-0, 03 и /с м . Охлаждение зоны нагрева наступает сразу же по выключению подачи электЯО 14707 лазменныи нагрев локальных о достижения температуры а ии с противоположной сторо еста приложения нагрева с ием наибольшего размера уч -5-ю толщинами листа, одно нагревом охлаждают перифе аемых участков,а после наг хлаждают с двух сторон. 1 рического тока на нагревател охлаждения составляло 10-35В качестве рабочей жидкос ролита) использовался 153-нь вор кальцинированной соды. Э ческое питание обеспечивало специального источника с же рактеристикой и выходным на нием 210 В. Заготовку-лист заземляланод в электролитно-плазмевателе подключали положител14707Данная интенсивность охлаждения обеспечивала скорость охлаждения в диапазоне 500-600 С/с.При опробовании способа измеряли прогиб листа не базе 100 мм, определяли размер пятна твердого включения с обеих сторон листа и твердость, Твердость характеризовала полноту мартенситных превращений, соотноше О ния размеров твердого включения со стороны нагревателя и с противоположной стороны характеризовали равномерность прогрева участка листа насквозь, а прогиб показывал эффектив ность способа закалки. Прогиб определяли индикатором часового типа, установленных на опорах с базой 100 мм (таблица).Локальный нагрев листа до дости жения температуры аустенизации с противоположной стороны от места приложения нагрева необходим для обеспечения одинаковых структурных преобразований в металле и, соответственно, 25 одинаковых изменений объема кристаллической решетки металла в локальном термоупрочняемом участке, что обуславливает одинаковые напряжения на поверхностях упрочняемого листа. 30Если, например, нагрев локального участка листа осуществляется недостаточно и обратная сторона листа не прогреется полностьюпо всему участку до температуры аустенитных превращений, стрела прогиба составит 0,35 мм при полном прогреве 0,05 мм (опыты 14-17, таблица)Результаты этих опытов подтверждают важность отличительного признака и достижение на участ ке листа температуры аустенизации с противоположной стороны от места приложения нагрева.Режим охлаждения периферии нагреваемых участков имеет решающее зна чение для получения цилиндрических твердых включений в листе. Интенсивное охлаждение (опыты 25 и 26) уменьшает диаметр твердого включения со стороны нагревателя, Отсутст вие охлаждения вообще (опыт 30) или недостаточное охлаждение (опыгы 28 и 29) обуславливает увеличение.диаметра твердого включения со стороны нагревателя и, соответственно, увеличение прогиба листа.Охлаждение листа после нагрева сразу же после отключения электрического тока осуществляли с двух 81сторон за счет перемещения листас нагретым твердым включением междудвумя спреерами с подачей электролита до 0,03 м /с м . Таким образомобеспечивали одинаковые условия охлаждения, что обуславливало одинаковость структурных преобразований вметалле. Охлаждение периферии нагреваемого участка осуществляли тольково время нагрева и со стороны нагревателя.Для охлаждения листа с двух сторон применялись два соосных спреера,между которых посредством шаговогомеханизма, периодически вдвигалилист с нагретыми локальными участками, Расстояние между нагревателеми спреером равно или кратно расстоянию между локальными твердыми включениями на листе.О п ы т 1. Осуществляли нагревэлектролитно-плазменным нагревателем,имеющим диаметр активной части ванны20 мм, на листах толщиной 8 мм, принапряжении 210 В, плотность тока взависимости от времени нагрева изменяли от 6 до 10 А/см. Результатыопыта показали, что независимо отвремени и степени прогрева участкалиста прогиб его небольшой, что обусловлено небольшим (20 мм) диаметромзакаливаемого участка. Прогиб листауменьшается при прогреве его насквозьдо температуры аустенизации.Из-за небольшого нагреваемогоучастка 20 мм рассеивание тепла вмасле металла затрудняет прогрев листа насквозь,до достижения температу"ры аустенизации на верхней частилиста,0 п ы т 2. Опыт проводили с нагревателем, имеющим активную часть -ванну диаметром 30 мм. Термическиеповодки листа при нагреве этим нагре"вателем уменьшаются с увеличениемдиаметра и температуры участка листана противоположной стороне от нагревателя. О температуре листа делаливыводы по замерам твердости послезакалки.При оптимальном режиме нагрева за30 с твердость листа и диаметры закаленного участка почти одинаковы.Термическая поводка минимальная.0 п ы т 3 и 4. Эти опыты проводили нагревателями, имеющими диаметрванны 40 и 50 мм. Опыты показывают,что увеличение нагревателя до 50 мм81 6тый мартенсит до 50-607. объема, остальное - тростомартенсит. Переходная зона - тростомартенсит 40-45 НКС. Иредзтагаемый способ закалки листов обладает следующими техническими преимуществами: возможно закаливать детали-листы практически без поводок с обеспечением объема закаленных участков в листе до 607., что повышает износостойкость деталей, позволяет их эксплуатировать в жестких условиях при знакопеременных нагрузках, вибрациях. В данном случае закаленные участки работают как твердые макровключения, а пластическое деформирование листа происходит в мягком не закаленном металле, окружающем эти включения. Формула и з о б р е т е н и я Способ закалки листов преимущественно для желобов конвейеров, включающий электролитноплазменный нагрев локальных участков листа и охлаждение жидкостью, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения термических поводок и повышения износостойкости, участки листа нагревают до достижения температуры аустенизации с противоположной стороны от места приложения нагрева с ограничением наибольшего размера участков 4-5-ю толщинами листа, одновременно с нагревом охлаждают периферию нагреваемьи участков, а после нагрева лист охлаждают с двух сторон. 5 14707 обуславливает увеличение термических поводок. Даже при одинаковой твердости поверхностей закаленного участка изгиб листа в 2 раза выше при нагре 5 ве участка диаметром 50 мм, чем 40 мм. Дальнейшее увеличение диаметра обусловит увеличение неоднородности и изгиба ли. та.О п ы т 5. Установив оптимальные технологические параметры: диаметр ванны нагревателя 35 мм, время нагрева листа толщиной 8 мм 30 с, определяли влияние интенсивности охлаждения по периметру нагреваемого участка. Охлаждение проводили во время нагрева воздушно-жидкостным душем. Изменяли интенсивность охлаждения объемом расходуемой жидкости от 0 до 0,001 м /с м . Результаты опыта 20 показали, что интенсивное охлаждение уменьшает КПД нагревателя, снижается твердость и объем закаленного участка, Уменьшение расхода жидкости на охлаждение по периферии участка ведет к 2 Б увеличению объема участка, твердости, но при этом увеличиваются терми" ческие поводки. При расходе жидкости 0,0001 мэ/с м наименьшие поводки и номинальный объем закаленного участка без разрушения оплавления поверхности.Охлаждение нагреваемого участка производили сразу же после нагрева до температуры аустенизации жидкостью с расходом 0,03 м /с м . Время охлаждения составляло 20-25 с.Структура закаленного слоя стали 35-мелкоигольчатый и крупноигольчаИ ИИИ И ИИ И И ИИИИООИ ИИОИ о сч оо ооомсчоо л л л л л в л л л в л л а л л л в л л л в л л л л л л л л л о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о- 1-4 Сч Сч ф Сч ф О СЧ О И ф И 0 О ф О И И И СО ф СЧ И И 0 СЧ И И И 0 0Сч3 И л 3И И ФИ И И ЗГ МИ И И 1/ И И И И И И 0 0 И И1 1 И 0 СО О О О О И ф О О - И СЧ ф О О О О И ф О О СЧ О М И 0 ф Ол- - СЧ СЧ (Ч СЧ СЧ СЧ М М М СЧ М МФМ МИ И И М М М М М И т9 % лФ ои-оо л л л л в л л л л л л в л л л в л л л л л л л л л л л л ло о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о и о и о и о и о и о и о и о и о и о и о и о и о о о о о о с с СЧСЧММс - с СЧСЧММсСЧСЧММа СЧСЧММММММММ ООООООООООО;ОООООООООООООИИИИИИ СЧ СЧ СЧ СЧ Ч СЧ М ССМ М СИ И И И И И М СМ М М М О л- СЧ МИ а Л ф В О л СЧ МИ Ю Л ф В ОСЧ МИ 0 Л ф ВСЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ М н Э Оо Р Д о а Р Р о д 11-,3 г Жо о М д 1 РДЙХ1Э ОЭ . лДЭЭ 1вежн о ж Э 031 Щ 5О 4 И ОИИОФИОИфОООООфООСЧМ 4 Ф1 11 СЧСЧСЧ СЧММММ СЧИММММ 0 О сЧ И 0 с 0 СЧ И ф О И Ф И ф СЧ И Ф И ф О СЧ И 0 И О И И 0 И И И И 3И И ИИ И И ИИ И И И И И И И И Р ж Э Рь