Способ термической обработки чугунных валков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 СЯ)5 С 21 0 5/00, 9/38 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Уральский лесотехнический институт им.Ленинского комсомола иПермский филиал Всесоюзного научноисследовательского института целлюлозно-бумажной промьппленности Всесоюзного научно-роизводственного объединения целлюлозно-бумажной промышленности(54) СПОСОБ ТЕРИИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИЧУГУННЫХ ВАЛКОВ(57) Изобретение относится к обработке металлов и может быть использоваИзобретение относится к обработкеметаллов и может быть использовано вмашиностроительной промьппленности. Цель изобретения - увеличениедолговечности валка,На чертеже показан режим термической обработки валка,Способ осуществляют следующимобразом.Заготовка под валок отливается изковкого чугуна. Условия кристаллизации и остывания отливки должны обеспечивать получение в литом состоянииотбеленной структуры. После выбивкии очистки опорные части заготовкивалка подвергают первой графитизиру 2 но в машиностроительной промышленности. Цель изобретения - увеличение долговечности валка. Для этого после выбивки и очистки опорные части валка из ковкого чугуна подвергают первой графитизирующей выдержке при 950 о 1000 С при одновременном охлаждении поверхности рабочей части валка воздушным или водовоздушным потоком. Сразу после этого весь валок помещают в0 печь с температурой на 30-50 С ниже Ас для проведения второй сфероидизирующей выдержки. После предварительной механической обработки следует нагрев и выдержка при нагреве так, что температура осевой части валка а ниже точки Ас, а поверхности 850- 950 С, после чего производится закалка и отпуск при 350-550 С. Затем следует окончательная механическая обработка, 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл,ющей выдержке при 950-1000 С при одновременном охлаждении поверхности рабочей части валка воздушным или водовоэдушным потоком, Непосредственно по окончании выдержки весь валокпомещают в печь с температурой нао30-50 С инже Ас для проведения второй сфероидизирующей выдержки. Послепредварительной механической обработки следует нагрев и выдержка при наг- р,реве так, чтобы температура осевойчасти валка была ниже точки А, апЬверхности 850-950 С, после чегопроизводится закалка путем орошенияои отпуск при 350-550 С. Далее следует окончательная механическая обработка,4 ц 1 ф. 25 п 14 .25 п 1ЙТ 24 уаЕ Й 1 24 Х"Ей Н Ь Было отлито 4 валка из ковкого чугуна в металлическую форму (кокиль).Результаты эксперимента представлены в табл,1 и 2, где показаныструктуры и твердость металла в различных частях валков,Первый и второй валки имели следующие размеры: длина валка 3500 мм,длина рабочей части 2900 мм, длинаопорных частей по 300 мм каждая, диаметр опорных частей 200 мм, диаметррабочей части 400 мм.Третий и четвертый валки имелиразмеры; длина валка 3000 мм, длинарабочей части валка 2600 мм, длинаопорных частей 200 мм, диаметр рабочих частей 150 мм, диаметр рабочей,части 250 мм.Опорные части первого и третьего 20валков были подвергнуты первому графитизирующему отжигу при 985 С в течение 5 ч при одновременном охлаждении рабочей части водовоздушным потоком. 25Опорные части второго и четвертого валков были подвергнуты первомуРграфитизирующему отжигу при 950 Св течение 5 ч с охлаждением рабочейчасти воздушным потоком. 30По окончании выдержки первого граФитизирующего отжига все валки былипомещены для второго графитизирующеого отжига в печь с температурой 670 Си вьдержаны в ней в течение 10 ч.После предварительной механической обработки валки были помещены в печь стемпературой 870 С после достиженияповерхностью валков температуры печибыли выдержаны в течение 10 мин и 40закалены путем орошения. Далее следоовал отпуск при 400 С в течение 20 мин,Пятый валок имел размеры: длинавалка 3000 мм, длина рабочей частивалка 2600 мм, длина опорных частей 45200 мм, диаметр опорных частей 150 мм,диаметр рабочей части 250 мм,Режим термической обработки пятого валка по способу-прототипу; нагрев Подставляя следующие данные: дли 55 на рабочей части 1 = Зм, диаметр с 1 = 0,25 м, модуль упругости по заявляемому способу ЕЗ = 25 10 кг/м, модуль упругости по способу-прототпу Е д 960+5 Свьдержка 5 ч, перенос вопечь с температурой 675+5 С, вьдержк 410 ч охлаждение до комнатной темпеФоратуры, подогрев до 350-5 С, вьдержка, нагрев до 870 С, вьдержка послеидостижения поверхностью валка температуры печи 10 мин, закалка путеморошений, отпуск при 400+5 С в течение 20 мин,Как видно из табл.1 и 2 твердостьповерхности рабочей части валка обработанного по предлагаемому способуна 5-6 ед. НЕС (или в 1,15 фаза) выше, чем твердость поверхности валкаобработанного по способу-прототипу.Повышение твердости материала в несколько раз приводит к повьппению егоизносостойкости во столько же раз,Как видно из табл.1, количествографита, образующегося фЬ результатераспада карбида в поверхностных слоях рабочей части валка на порядокменьше, чем в опорной части валка.Благодаря этому твердость поверхности рабочей части валков (табл.2)значительно выше твердости опорнойчасти.Данный способ изготовления валковпозволяет получить следующие структуры - в рабочей части валка цементно-перлитную по оси и цементно-мартенситную по поверхности, в опорнойчасти - графит и отпущенный мартенситс карбидом отпуска,Такая структура позволяет иметьвысокую твердость и жесткость благодаря высокому модулю упругости Е23-25 10 кг/см ) рабочей части валХка одновременно с хорошей упругостьюосевой части валка и высокими демпфирующими способностями опорных частейвалка. Это позволяет при эксплуатацииполучать большую точность изготовляемьпс изделий, повьппает долговечностьвалка.Сравнить долговечности валков изготовленных по заявляемому способу испособу-прототипу можно по формуле 12 10 з кг/м, частота вращения валкаи = 5 об/с, удельное сопротивлениесжатия при прокате ц = 1 О кг/м, плот 3ность Р = 7,8 10 кг/м , коэффициент9 5Ь =-5,51060579 6Формула изобретения1, Способ термическои обработкичугунных валков, включающий двухстадийныи графитизирующий отжиг закал-ку и отпуск, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью увеличениядолговечности валка, первую стадиюотжига осуществляют при одновременном охлаждении рабочей части валка,2, Способ па п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что рабочую частьвалка охлаждают воздушным или водовоздушным потоком. Имеем Б1 38. Н Таким образом, долговечность валка, изготовленного по заявляемомуспособу на 38% больше по расчетамдолговечности валка, изготовленногопо способу-прототипу. Таблица Рабочая частьг 7 Опорная часть Валок Сердцевина Поверхность Сердцевина Поверхность Мартенсит 10%графига Бейнит, сорбит, 10% гра- фита То жеПерлит, сорбит,1% графита То жеМартенсит,бейнит, сорбит, 10% графитаТо жеБейнит, сорбит, 10% граФита То же 11То же 11 45(,о 11тип) То жеПерлит, 10% графита Март енсит,10% графита Т а б л и ц а 2 Твердость металла в .различных частях валков, НЕС Валок Опорная часть Рабочая часть Поверхность Сердце- Поверх- Сердцевина ность вина 1 2 3 4 5 (прототип) 15 15 16 16 30 30 35 35 10 10 12 12 50 50 54 54 12 48 30 5Б,И - число контактов до начала интейсивного разрушения валков, обработанных по заявляемому способу и по способу-прототипу. Мартенсит, це- Перлит, цеменментит, 1% гра- тит, 1% графи- фита таСоставител Техред М,Д Бердышевскак,го комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ5, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5