Способ отжига стальных заготовок

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 З) Уд( 621.85, .363 (088.8) по делам наебретений н открытий(54) СПОСОБ ОТЖИГА СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК Изобретение относится к термической обработке, в частности к обработке заготовок из среднелегированныхцементуемых сталей перед их обработкой резанием.Известен способ термической обработ.ки поковок из цементуемых среднелегированных сталей, имеющих минимальноевремя завершения перлитного превращения от 20-30 мин до 4-6 ч (изотермический отжиг).Способ заключается"в аустенизациипри температуре на 30-150 ОС выше точки А ускоренном охлаждении со скоростью не менее 20 фС/мин до температуры перлитного превращения, выдержкепри этой температуре до полного распада переохлажденного аустенита и последующем охлаждении на воздухе до комнатной температуры 11,Этот способ термической обработкине позволяет получить при последующейобработке резанием короткую стружку,что увеличивает расход режущего инструмента, вызывает его поломки, так как стружка при обработке наматывается на инструмент. В итоге это ведет к остановкам автоматических линий, снижая их производительность.Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ термической обработки, включающий аустенизацию,охлаж" цение до температуры перлитного превращения, изотермическую выдержку при этой температуре и последующее охлаждение до комнатной температуры, С момента полного завершения образования аустенита охлаждение до температуры перлитного превращения проводят в два этапа. Сначала ведут медленное охлаждение 1-5 С/мин до уровня температур,Она 1 ООС лежащего вьппе точки Ас, после чего заготовки охлаждают со скоростью 20-40 С/мин 21.В сравнении с изотермическим отжигом данный способ позволяет более стабильно получать заданные микро15 3 8256структуры, однако он тоже не обеспечивает получения наиболее короткой стружки при обработке заготовки резанием.Цель изобретения - улучшение стружкообразования при обработке резанием5заготовок из цементуемых среднелегированных сталей, а следовательно, увеличение стойкости режущего инструмента и в итоге повышение производительности автоматических линий. 1 ОПоставленная цель достигается тем,что согласно способу отжига стальныхзаготовок охлаждение со скоростью1-5 С/мин п 5 оизводят до температурыОна 30-60 С ниже точки АС 4.Охлаждение со скоростью 1-5 С/минОдо температуры на 30-60 С ниже точки Ао обеспечивает выделение 50-807полиэдрического феррита.По сравнению с известным способом выделяющийся феррит находится внепосредственном контакте с аустенитом при более высоких температурахи более длительное время, вследствиечего диффузионные процессы перераспределения никеля и кремния между ферритом и аустенитом протекают более полно и выделившийся феррит менее пласти.чен, более рекристаллизован и имеетменьшую микротвердость, 30При скорости охлаждения менее1 С/мин продолжительность термическойобработки неоправданно возрастает,а при скорости охлаждения более 5 ОС/минвозрастает неравномерность охлаждения заготовок, что ведет к увеличению.нестабильности получения заданныхмикроструктур.Достигаемое улучшение стружкообразования при резании заготовок объясня ется охрупчивающим действием феррита,образовавшегося на первой стадии охлаждения, а также наличием минимального количества феррита (5-203) и максимального количества перлита, образосвавшихся на втором этапе охлажденияи в процессе изотермической выдержки,Требуемое количество феррита (5-207)и перлита, образовавшихся после первого этапа охлаждения, достигаетсявследствие более высоких скоростей охлаждения на втором этапе (20-40 С/мин)а также вследствие одинаковости химических составов квазиэвтектоида, температуры иэотермической выдержки и остаточного аустенита, имеющегося в начале второго этапа.Способ осуществляют следующим образом,53 аПроизводят нагрев заготовок (поковокшестерен, валов раздаточной коробки,кареток синхронизаторов и т.д.) изсреднелигированных цементуемых стапей до температуры, лежащей выше точки А(800-950 ОС), затем выдерживают приэтой температуре до завершения аустенизации. После этого охлаждают до температуры,лежащей на 30-60 С ниже точкиАб 4 со скоростью 1-5 ОС/мин, Затем охлаждают со скоростью 20-60 ОС/мин дотемпературы (600-660 оС) изотермическойвыдержки, выдерживают при этой температуре до полного распада переохлажденного аустенита и охлаждают на воздухедо комнатной температуры.П р и м е р. Термической обработкеподвергают образцы из стали 20 ХН 2 М,Для этой стали Ар 810 оС, а Ас =720 С,Температура перлитного превращениясоставляет 6406 С, а время завершенияперлитного превращения 3 ч, Обработкеподвергают образцы-прутки ( Ф 36 мм и1=90 мм). Обработку проводят в двух лабораторных камерных печах.Ф) лОбразцы нагревают до 900 С и выдерживают при этой температуре 1 ч, затемих охлаждают до 680-670 оС со скоростью 1-5 ОС/мин, после чего со скоростьв 20-60 С/мин охлаждают до 630-640 ",выдерживают 3 ч, после чего охлаждают на воздухе до комнатной температуры,Опробовано пять конкретных режимовтермической обработки (известный 1,предлагаемый 2 и 3, а 4-6 выходят заграницы предлагаемых пределов).Режим 2 признан оптимальным. Для получения сравнительных данных проводят обработку таких же образцов известным способом; нагрев до температуры 900 С с выдержкой 1 ч, охлажОдение до 780-790 С со скоростью .3 С/мин, а затем до 630-640 С со ско- О оростью 29 С/мин. При 640 С образцы выдерживают 3 ч, после чего охлаждают на воздухе до комнатной температуры.Режимы термической обработки представлены в табл.1. Для оценки стружкообразования (стружколомание) после проведенной термической обработки проведена обработка образцов продольным резанием при Че=21,4 м/мин, 5 о =0,2 мм/об и 1=1 мм. Материал режущего инструмента - сплав Т 5 К 10. Характеристика.7 5 8256 державки для неперетачиваемых пластинок:Ж =-5, ф =ь 5, ,= (у =45Стружколомание оценивают по среднему весу фрагмента 1 обломка) стружки5 Пругие факторы обрабатываемости оцейивают с помощью способа косвенного определения относительной обрабатываемости по микротвердости.Характеристики микроструктуры и стружколомания представлены в табл.2.На основании экспериментальных данных на первом этапе не рекомендуетсявести охлаждение до температур, лежащих менее, чем на 30 С ниже точки А ,отак как замедляется процесс появленйя полиэдрического феррита и, следователь. 53 6но, замедляется процесс термообработки в целом снижается производительность термического оборудования). Охлаждение до температур, лежащих более чем на 60 С ниже точки Ар, ухудшает стружбкоснимание при обработке резанием, ,Охлаждение на втором этапе со скоростью меньшей, чем 20 ОС/мин, приводит к ухудшению .стружколомания из-за появления меррита, формирующегося на втором этапе в количестве более, чем 15-20 Х, а охлаждение со скоростью. более 60 ОС/мин приводит к снижению стабильности получения заданных микроструктур, так как сильно увеличивается разница в температуре заготовок перед изотермической выдержкой.ф Ф ф Составитель А. СекейРедактор Л. Пчелинская Техред М.Голинка Корректор С. Щомак Заказ 2415 49 . Тираж 618ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 825653 8Формула изобретения обработке резанием, охлаждение со скоростью .1-5 С/мин производят до темпеСпособ отжига стальных заготовок, ратуры на 30-60 С ниже точки АРс преимущественно из среднелегирован- Источники информации, ных цементуемых сталей, включающий принятые во внимание при экспертизе аустенизацию, охлаждение со скоростьями51. Технология автомобилестроения1 1 1-5 и 20-4 ФС/мин ниже А,выдержку и пос, У 3, с. 1-5. ледующее охлаждение на воздухе, о т. Авторское свидетельство. СССР л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це- по заявке В 2632260/22-02, С 21 0 1/78, лью улучшения стружкообразования при 1 О 1978.