Способ термомеханической обработки длинномерных деталей

СОЮа СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУбЛИН 091 (И) А 1 1 08/О ВЕННЫЙ НОМИТЕТТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМССР ГОСУДАРСПО ИЗОБПРИ ГКНТ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН речко,.Г.Панкра тво СС О, 198 СКОИ ОБРАй осится к электь использован(57) Изобретение от тротермии и может б для контроля равном ного нагрева в пет при высокотемперату ндукционкторе ост ом и рнои термомехани инномерных цилин еской обработк АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ТЕРГ 1 ОИЕХАБИБОТКИ ДЛИПНОИГРПНХ ЛЕТАЛ рических деталей с отношением длинык диаметру более 20, подвергающихсяв процессе обработки горячей деформации кручением. Цель изобретенияповышение качества обрабатываемыхдеталей путем обеспечения равномернссти нагрева и деформации, Существоизобретения: на деталь 1 наносятпродольную риску, нагревают в индукторе 3 и закручивают на угол, соответствующий величине оптимальной степени деформации. После этого измеряютрасстояние С между витками 4 риски,сравнивают их с величиной, соответствующей оптимальной степени деформации, и на основании результатов сравнения корректируют зазор А; междуиндуктором 3 и деталью 1, 2 ил.1 табл,В процессе. отладки ВТМО и изготовления большого количества опытных торсионных валов на: автоматической линии ВТМО черт.ОЛ 9976-133 установлено, что основное влияние на распределение деформации кручения оказывает равномерность нагрева детали на ее длине.Для назначения режимов обработки детали заданной геометрии вычисляют число оборотов и закрутки исходя из определенного для этой марки материала оптимального интервала степени деформации в пределах 50-70%. Степень деформации кручением опредепяе гся как Ц Д0 = " --- , 100% 21 57 3ф где 9 57,3 Тогда 2157 3 й 100У 9 21 57 3и - 2.с 1100 360 Следовательно, для данной детали количество оборотов и закрутки при 8 = 50% составит " 4,9 об. а при О70% - и = 6,8 об, Если по длине рабочей части нанести продольную риску, то после закрутки она превратится в винтовую линию с расстоянием между витками при 9 = 50%, равным С=1/и мм, и при 9 = 70% - С = 1/и =220 мм.Для настройки температурного режима нагрева берут несколько валов 1, на которых наносят продольную риску 2Валы 1 последовательно нагревают в индукторе 3 петлевого типа до опо тимальной температуры 920 + 20 С, а затем закручивают на одинаковое количество оборотов, соответствующее сред. нему. значению степени деформации 9= 60%, а именно на и "- 6 оборотов. При этом контроль температуры осуществляется в одной точке вала, а оценка равномерности нагрева произИзобретение относится к электротермии и может быть использовано для контроля равномерности индукционного нагрева в петлевом индукторе при вы сокотемпературной термомеханической обработке длинномерных цилиндрических деталей с отношением длины к диаметру более 20, подвергающихся в процессе обработки горячей деформации 10 кручением.Цель изобретения - повышение качества обрабатываемых деталей путем обеспечения равномерности нагрева и деформации, 15На фиг.1 изображена обрабатываемая деталь после нанесения продольной риски; на фиг,2 - обрабатываемая деталь после деформации кручением.Способ осуществляется следующим образом.На наружной поверхности детали 1 длиной 1 и диаметром Й .наносят параллельно ее продольной оси риску 2.Деталь 1 нагревают в индукторе 3 до 25 оптимальной температурыи закручивают на угол, соответствующий величине оптимальной степени деформации материала обрабатываемой детали, определенной предварительно известным путем; Оценку равномерности нагрева осуществляют, измеряя расстояние 1; между витками 4 риски 2 и сравнивая их са величиной, соответствующей оптимальной степени деформации, Изменяя по результатам сравнения зазор Ь, между индуктором 3 и деталью 1, осуществляют равномерный нагрев длинномерной детали при термомеханической обработке с кручением.П р и м е р. Термомеханическая обработка торсионного вала 477.51.001 из стали 45 ХН 2 МФАШ, имеющего следующие геометрические размеры: диаметр Й = 50 мм, длина рабочей части 11525 мм.45Предварительными экспериментами для этой марки стали установленыоптимальные параметры ВТМО: степень деформации 50-70%, температура нагрева 920+20 С, время последеформационной выдержки 25-30 с. Необходимо произвести закрутку вала заданных геометрических размеров с тем, чтобы величина деформации кручениемпо длине вала не выходила за пределы оптимального интервала, так как в противном случае наблюдается понижение и нестабильность свойств торсионного вала. степень деформации кручением, %;длина рабочей части торсионамм;диаметр стержня торсисна,мм;угон закрутки, град;переводной коэффициент изградусов в радианы.1574654 15 водится путем измерения расстоянияС, между витками.В случае отклонения расстояниямежду витками относительно заданныхпределов 220-310 мм - в соответствую 5щем месте по длине детали изменяютзазор Д между индуктором и деталью.Температурный режиминдукционногонагрева считается настроенным дляпроведения ВТМО длинномерных деталейпри получении равномерной закруткис расстоянием между витками в пределах 220-310 мм,Изменение зазора между детальюи индуктором в том месте, где детальоказывается перегрета (и расстояниемежду витками на закрученной деталив этом месте меньше расчетного), осуществляется путем локального изгиба 20индуктора на длине 200-300 мм так,что зазор увеличивается на 1-2 мм.Индуктор изготавливается из меднойтрубки и деформировать ее не представляет труда. Точно также недогрев детапи устраняется уменьшением зазорана 1-2 мм на длине 200-300 мм,После ВТМО валы отпускали прио,200 С, выдержка 5 ч. Торсионные валыиспытывали на стенде с определениемследующих характеристик: пределапрочности, предела пропорциональнос-.ти, относительного сдвига, пределаусталости.Результаты стендовых испытанийвалов представлены в таблице,3 к3(Свойства торсионных валов, обработанных по варианту 1, менее стабильны,разброс значений перечисленных характеристик колеблется в пределах 9-152,в то .время как по варианту 2 разброс 4 цзначений составляет 5-97.Особенно существенно влияние неравномерности деформации на пределусталости, так предел усталости валовпо варианту 1 на 10-127 меньше предела усталости по варианту 2. Два издесяти испытанных валов, обработанных.по варианту 1, показали свойства ниже требований технических условий, в товремя как свойства всех валов, обработанных по варианту 2, соответствуюттребованиям технических условий,Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить качество обрабатываемых деталей эа счет получения более стабильных свойств, умень - шить количество используемых для контроля фактической температуры индукционного нагрева приборов до одного, а также производить оценку равномерности нагрева не только с поверхности, но и в сердцевине вала. При настройке температурного режима индукционного нагрева на автоматической линии ВТИО в промышленных условиях значительно сокращается объем металлографических исследований и механических испытаний. Так как достаточно произвести оценку свойств контрольного торсионного вала в одном сечении по его длине, необходимость контроля свойств во многих сечениях по длине отпадает в случае достижения равномерной деформации кручения,Формула изобретения Способ термомеханической обработки длинномерных деталей, включающий нагрев в петпевом индукторе и деформацию кручением в заданных пределах, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества обрабатываемых деталей путем обеспечения равномерности нагрева и деФормации, предварительно рассчитывают отношение 1/и, где 1 - длина детали, и - число оборотов при деформации, на деталь наносят продольную риску, а после деформации измеряют расстояния между витками риски и сравнивают с величиной 1/и, и при их несовпадении корректируют зазор между индуктором и деталью.1(после обкатки и заневоливания) 19, 2-21, 0 17-20 120-126 105-115 ставитель дышевская хред Л,Сердокова Корректор М.Иаксимишин Пчолинская Редакт Заказ 17 Тираж 50 одписное НТ СССР, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени 113035, Москва, Ж, Раушская