Способ термомеханической обработки деталей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК 79 19 2109 1(51 РЕТЕНИЯ НИЕ И К ЕНТ Бсится лени ание ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(2 ) 4859959/02 (2 ) 31.08,90 (4 ф) 30,01.93, Бюл. М 4 (75) В.П.Степанов, А.В.Ушаков и М.В тоа (73) Частное предприятие "МАГ" (56) Авторское свидетельство СССР %1411345, кл. С 21 О 9/24. 1983,Авторское свидетельство СССР 1 Ф 623886, кл. С 21 0 9/18, 1978. (5) СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКО РАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ (5) Использование: изобретение отно к термической обработке металлов дав ем. особенно эффективно использов Изобретение относится к термической обработке и обработке металлов давление, особенно эффективно использование, ко да по условиям эксплуатации необходим получить высокую твердость отдельных поверхностей детали, например необходимс иметь высокую твердость торца и кромок дегали при более вязкой середине. что по условиям эксплуатации обеспечивает большую долговечность детали,Известен способ термомеханической об аботки деталей, в результате которого ра личные участки имеют различную твердо ть. По известному способу закалка проте ает в полностью заневоленном " во оохлаждаемом штампе. а затем произ- . во ят отпуск, при котором в эаневоленном со тоянии находится толькоцентральная ча ть детали,Однако по известному способу для достйжения цели - различной твердости отдеьных участков детали, необходимо когда по условиям эксплуатации детали необходимо получить высокую твердость отдельной поверхности детали, например необходимо иметь высокую твердость торца и кромок детали при более вязкой середине ее, что по условиям эксплуатацйи обеспечивает большую долговечность. Деталь, нагретую до температуры закалкй, помещают в штамп и фиксируют в нем, причем так, что кромки и торец детали остаются свободными. Затем производят бездеформационную закалку поверхности, заключенной. в штампе, одновременно по краям, кромкам и торце детали производят спрейерную закалку.4 ил и отпуск, используя спеобления, для каждой опепроводить закалкуциальные приспосрации свое.Известен способ термомехааической обработки ножа, состоящий в том, что сначала производят пластическую деформацию заготовки, затем нагревпод закалку,-охлаж-дение и отпуск, причем сбвмещая"операцйю пластической деформации и закалки. Нагретую до температуры зпкалки заготовку охлаждают в штампе при одновременном обжатии ее в зоне лезвия на 15 - 500,Описанный способ имеет тот существенныйнедостаток, что он применим только дляузкой номенклатуры сталей, т.к, закалка идет только теплообменом через штамп, а следовательно, таким образом могут закаляться стали, закэливаемые на воздухе, Данный способ прерполагает неполную за- . калку по средней части. Штамповку ножей производят так; что в зоне лезвий деформация находится в пределах 20-40%, а срерчатого мартенсита по торцам и кромкам детали, а в средней части - сорбита +аустенита, т,е. за счет обеспечения более вязкой середины детали по ее ширине ивысокой твердости по торцу и кромкам деталиЦелью является отработка такого способа закалки, который соответственно требованиям эксплуатации детали позволит получить высокую твердость поверхности,подвергающейся повышенному износу, истиранию и т.д. при более вязкой середине детали по ширине, обеспечивающей хорошую работоспособность и долговечность детали при изгибаю цих и динамических нагрузках на ее среднюю частьПоставленная цель достигается попредлагаемому способу термомеханической обработки деталей, включающему нагрев под закалку и охлаждение в штампе,при охлаждении фиксйруют в штампе толь 40455055 няя часть испытывает только плотный контакт с плитами. Сочетание деформации стали, нагретой до температуры аустенизации и немедленного охлаждения (за счет отвода тепла металлом штампа) приводит к терма динамическому упрочнению лезвия ножа, которое обеспечивает требуемую вязкость при более высокой твердости до НЯС 60- 62). В.средней части клинка деформация отсутствует и контакт между ножом и плита ми штампа менее плотен, чем на лезвии, поэтому интенсивность охлаждения здесь ниже, что приводит к неполной закалке да твердости НВС 30 - 40 т".е. получения перлитно-аустенитной структуры, Именно этот 15 факт неполной закалки детали по ее средней части является большим недостатком, т,к. для детали ответственного назначения он является признаком брака па структуре, снижающим долговечность детали. Конст рукция штампа, на котором реализуется способ, не предполагает фиксации детали по всей ее длине, следовательно, возможна деформация детали в ее средней части при термообработке, особенно, еслитолщи на больше длины в соотношении 1;10 и более, когда корабление в Средней части при таком способе закалки является неизбежным. Ввиду малой скорости отвода тепла через контакт штампа, средняя часть по 30 толщине будет иметь твердость значительно ниже, чем по поверхности, что ведет к ухудшению качества ножа, снижая его долгааечность.Целью изобретения является улучше ние качества детали эа счет того, что при закалке на различных участках детали (по всему ее объему) структурные превращения происходят полностью с получением иголько центральную зону детали, а наружную незафиксированную часть охлаждают со скоростью, обеспечивающей образование мартен сита,На фиг,1 изображен штамп, в котором осуществляется описанный способ, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1 (продольный разрез штампа по детали); на фиг,3 - узел (изображена незафиксированная в штампе часть детали - ее торец и кромка); на фиг.4 - две проекции детали - шины электропилы.Пример осуществления способа.Способ разработан для шины электро- и бензопилы, Условия работы детали, подвергаемой термомеханическай обработке па разработанному способу таковы, что средняя еечасть па ширине шины испытывает изгибающие и динамические нагрузки, которые при высокой твердости этой части шины приводят к разрушению, Динамический характер нагрузки средней части па ширине шины определяет необходимость иметь более вязкую середину шины, что достигается предложенным способом обработки, т.е. закалкой в водаахлаждаемом штампе, В та же время торец шины работает в условиях сильного истирания и ударных нагрузок цепью, поэтому предьявляет требования повышенной твердости в этой части шины, Большую нагрузку истирания и ударных воздействий цепи испытывают и кромки шины, следовательно, к ним так же предъявля 1 атся повышенные требования па твердости с сохранением характеристик по ударной вязкости, чта достигается предло-, женным способом закалки этих поверхностей детали, т.е, спрейернай закалкой кромок и торца. В принципе,для ахлажде. ния торца и крамок может быть использован любой другой способ, обеспечивающий закалку со скоростью отвода тепла в перлитнойзоне.Способ осуществляется следующим образом, .Заготовку шины 1 нагревают до температуры аустенизации в печи с безокислительной атмосферой. затем ее переносят в ручей 2 фиксирующего устройства 3 водоохлаждаемого штампа 4 и производят термамеханическую обработку с фиксацией шины 1 в фиксирующемустройстве 3 по всей поверхности, за исключением кромак 5 по всему контуру и торца 6 шины 1. Размер кромки 5, которая не фиксируется в устройствесоставляет по контуру 6-8 мм (ширина кромки), Остается свободным, не зафиксированным в устройстве 3 и торец 6, Эти поверхности подвергаются. в частности. спрейерной закалке, Хладагент, в качествекотОрого используется универсальная закалочная синтетическая полимерная средаУЗСП, подается через форсунку 7. Гравюра водоохлаждаемого штампа 4 5 выПолнена по холодным размерам шины 1, На высоте 20 мм от зеркала 8 штампа 4 (в матрице и в пуансоне) выполнены каналы 9,по которым, с целью лучшего теплоотвода от еркэла 8 штампа 4, пропускается техни чес ая вода. Это обеспечивает заданную ско ость охлаждения шины 1 по поверхностя, находящимся в фиксирующем устройстве 3. Каналы выполнены таким образом, что перекрывая отдельные участки кана лов 9, мы можем регулировать скорость охлаждения шины 1 в мартенситной зоне от 3,55 С в 1 с, в то же время скорость охлаждения в перлитной зоне должна быть в зоне фиксации заневоливэния) 6 - 8 С в 1 с, а по 20 торцу 6 и кромкам 5 - 7 - 12 С в 1 с. Указанну технологию обеспечивает водно-щелочной раствор метакрилонитрильного 0,2 мфоммстал соп 2.0 вод де кро пр ско лимера УЗСПс концентрацией 0,5 - . Известно, что снижение скорости оттепла в мартенситной зоне снижает ормацию. Поэтому величина размера ок 5, не фиксируемых в штампе 4, не одит к отступлению от конструктор- документации (по ширине паза 10 до 30 м, по длине шины 1 до 1 мм), т.к. по ериментальным данным снижение деации в процессе закалки шины 1 со ью 35 ХН 2 мфэ в 8 - 10 рэз. Таким образом, предложенный способ термомеханической обработки детали позволяет улучшить качество детали, повысить срок годности ееи достигается зто зэ счет особенностей предложенного способа, позволяющего получить высокую твердость на торце и кромках шины, которые в процессе эксплуатации испытывают истирающие и динамические нагрузки - ударные нагрузки цепи. В то же время - предложенный способ обработки обеспечивает получение более вязкой середины шины по ширине ее, которая в процессе эксплуатации испытывает нагрузки, в условиях которых более вязкая . деталь работает лучше, не возникают снижающие ее долговечность трещины. Предложенный способ позволяет снизить отклонения в размерах: по пазу 10 шины 1 до 8 мкм, по длине шины 1 с 5 мм до 20 мкм, Разработанный способ полностью исключает недостаток известного способа. который приводит к неполной закалке с получением перлитно-аустенитной структуры. Формула изобретения Способ термомеханической обработки деталей, включающий нагрев под закалку и охлаждение в штампе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью улучшения качества детали и увеличения ее долговечности, при охлаждении фиксируют в штампе только центральную зону детали, а наружную незафиксированную часть охлаждают со скоростью, обеспечивающей образование мартенсита,1792436 Составитель В, СтепакоТехред М,Моргентал Корректор В, Петраш едакт оизводственно-издательский комбинат "Па, ент" город. ул, Гагарина Заказ 170 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4 ГБ