Способ изготовления изделий

(51)4 В 21 Н 1/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИИ ОРСКОМ(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗЛЕ цы закал ют ускор обеспечи 57) Изобретен бработостииненной тиос я нительн ас лов давление проч- (д чих ф ке м ения, П аострен овлени для иэосью,и с д стренПель - й за чих эа частей из ра стоящ однонремтажных чударная ных ных ча и и м вышение долговечности изде ханиче харак учнения чет ОЛИ САНИ Е ИЗОБРЕТЕВИДЕТЕЛЬСТЗУ Способ включает поперечнопрокатку заготовки в три На первом проходе заготовку ают при температуре А +20- з степенью деформации 20-303. орым проходом заготовку подт до температуры А от -80 С и прокатывают со степенью и не менее 707., Затем концы и нагревают до температуры гС и деформируют со степенью юи не более 307, Рабочие кон ивают, а монтажные подвергаенному охлаждению. Способ вает получение эффекта допол го термомеханического у овышение твердости рабо ных частей изделия происходи енно с формообразованием мон астей, где требуется высокая вязкость, 6 ил. 1 табл, 11 ч 1811 эобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к поперечно-клиновой прокатке изделий с удлиненной осью, состоящих иэ монтажных частей и рабочих заостренных частей повышенной твердости.Целью является повышение стойкости изделий путем увеличения твердости ее заостренной части и повышения ударной вязкости его монтажной части.На фиг. 1 изображена исходная заготовка, на фиг.2 - заготовка после первого прохода формообразования, ча фиг3 - то же, после второго прохода формообразования," на фиг.4 - то же, после третьего прохода формообразования, на фиг.5 - разделение детали пополам, на фиг.6 - схема устройства для осуществления предлагаемого способа.Формообразование рабочей заостренной части изделия осуществляют в трипрохода прямой прокаткой с образованием на концевых участках полуфабриката цилиндрических ступеней, сопрягающихся с исходным диаметром заготовки коническими ступенями, а формообразование монтажной части производят проходами, раскрывая заготовку 30с цилиндра на цилиндр, при этом передпервым проходом заготовку нагреваютодо температуры А 20-80 С и прокатывают монтажную и рабочую части состепенью деформации 20-307, затем по- Злуфабрикат подстуживают до температурь 1 А от -80 до -100 С и прокатыг,вают монтажную и рабочие части состепенью деформации не менее 707, натретьем проходе рабочие части полуфабриката подогревают до температурыА,. 20-50 С и прокатывают со степеньюдеформагии не более 307, после чегопроизводят закалку рабочей части изделия и ускоренное охлаждение его 45монтажной части,На первом проходе при прокатке рабочих и монтажных частей (Т=А,3 20 о,80 С,=20-307) происходит формирование метастабильного состояния сопределенной плотностью дефектовструктуры по всему объему полуфабриката, которая создается деформациейв аустенитной области в интервалеуказанных температур.55Цри выходе за нижнюю границу температурного интервала не обеспечивается полная карбидная гомогенпзаппя аустенита, при нагреве выше верхней точки интервала обработки начинается значительный рост зерен. В обоих случаях снижается равномерность структуры к началу обработки на втором проходе, что ухудшает конечные свойства.Степень деформации на первом проходе не должна превышать 307. в связи с интенсификацией при более высокойрекристаллизационных процессов и ухудшением структуры. С другой стороны, степень деформации не должна быть ниже 207, поскольку при более низкой накопленной энергии деформации за счет плотности дефектов недостаточно для измельчения и стабилизации структуры на последующем проходе.Второй проход - основной этап получения дополнительного упрочнения и повышения ударной вязкости за счет создания стабилизированной субструктуры. К моменту второго прохода за счет накопленной энергии дефектов первого прохода происходит иэмельчение структуры в процессе перлитногоо превращения А от -80 до - 100 С, а деформация в температурном интервале превращения со степенью деформации не менее 707 способствует образованию устойчивой полигональной субструктуры, отсутствующей при меньшей деформации.Таким образом, после двух проходов обработки монтажная и рабочая части получают ступенчатую деформацию, При этом, одновременно с получением заостренной формы полуфабриката максимально упрочняется рабочая часть изделия. Температурный интервал второго прохода обусловлен тем, что при более высокой температуре не успевает произойти фазовое превращение, а при более низкой - фазовое превращение заканчивается до начала деформации, И в том, и в другом случае не обеспечивается формирование устойчивой субструктуры в деформируемом объеме.После второго прохода получается полуфабрикат повышенной прочности и ударной вязкости без существенного повышения твердостиНа третьем проходе происходит окончательное формирование изделия повышенной прочности с различной твердостью монтажных и рабочих частей, .)то происходит за счет ускоренного нагрева только в концевых частей пою луфабриката до температуры Ас,20-50 С=1,8 (=807), предварительно формуязаостренные концы иэделия, После выхода заготовки из клиньев второгопрохода заостренные концы заготовкипопадали в щелевой индуктор и нагревались до 920+20 С, Температуру контролировали тем же способом. Послевыхода концов заготовки иэ индукторав них внедрялись клинья третьего прохода и прокатывали концевые участкисо степенью обжатия сГ=1,13 (257,),Затем отрезными ножами отделяли концевые отходы и налинали разделениезаготовки на две. В это время окончательно сформированные концы изделия попадали в водяной спрейер и эакаливались. разделенные поковки с закаленными концами падали на лоток иобдувались сжатым воздухом пля предотвращения отпуска закаленного рабочего конца изделия. Ско 1 сть охлаждения регулировали в иродеах 40150/с. Это позволило предотвратитьтеплоотдачу от монтажной части изделия к рабочей части и зафиксироватьв монтажной части перлитную, а в рабочей - мартенситную структуру,Заготовки, прокатанные по предлагаемому способу, с отклонением отрежимов, а также закаленные по стандартной технологии, исследовались натвердость рабочей и ударную вязкостьмонтажной частей,В таблице приведены физико-механические свойства заготовок, прокатанных по предлагаемому способу,Формула изобретения Способ изготовления изделий, преимущественно с удлиненной осью из сталей перлитного класса, состоящих из монтажной цилиндрической части и рабочей заостренной части с твердостью, превышающей твердость монтажной части, включающий нагрев, формообразование заготовки поперечно-клиновой прокаткой и отделение концевых отходов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения долговечности изделий за счет улучшения их механических характеристик, нагрев заготовки осуществляют до температуры А 20-80 С, формообразование осуществляют за три прохода: на первых двух проходах прямой прокаткой формообразуют монтажную и рабочую части одновременно двух изделий, при этом и последующей прокатки концевых рабочих участков со степенью деформациине выше 307, (чтобы избежать интенсивных рекристаллизационных процессовпри более высоких степенях деформации), немедленной закалки рабочейчасти и ускоренного охлаждения монтажной части.Нижняя точка интервала нагрева(как и на первом проходе) для обеспечения карбидной гомогенизации аустенита, при превышении верхней точкитемпературного интервала происходитснятие дополнительного эффекта упроч нения, полученного на втором этапе.После третьего прохода и закалкиконцевых участков полуфабриката получается изделие с повышенной прочностью монтажных частей и повышеннойпрочностью и твердостью рабочих заостренных частей,Предлагаемый способ представляетсобой совокупность взаимосвязанныхопераций, из которых каждая предыдущая вызывает эффект дополнительногоулучшения свойств и процессов последующей операции, Два первых проходаповышают ударную вязкость изделия,причем первый проход обеспечиваетрост работы образования трещины засчет гомогенизации и измельчениякарбидной и зеренной структуры, авторой проход обеспечивает рост работы распространения трещины за счетсоздания упорядоченной стабилизированной субструктуры.П р и м е р. Прокатывали заготовку из стали чОХ Я 16 х 40, Перед прокаткой заготовки нагревали в индукторео 40до 920+10 С и деформировали в устройстве, схема которого показана нафиг.б и 7. Клиньями первого переходапрокатывали монтажную часть и концевые участки заготовки со степеньюобжатия Г =1, 15 (фиг.2), что соответ 45ствовало степени деформации 25-307.Затем заготовку подстуживали сжатымвоздухом, подаваемым под давлением1,8 атм. Применяли по одной форсункес каждой стороны заготовки, они были50расположены на расстоянии 20 мм отрабочих концов полуфабриката, давление воздуха в системе составляло1,8 атм.55После подстуживания заготовку деформировали клиньями второго проходаи раскатывали концевые участки и монтажную часть со степенью обжатия д =1 140-152 150-156 42-46 40-45 180-196 180-196 180" 196 135-155 120-145 50-55 50-55 50-55 42-47 40-44 Твердостьрабочейчасти, НКС Режимы обработки дарнаяяэкость онтажой части,38-42 50-55 50-55 144-150 180-196 180-196 140-152-4 25 рмациеи ох о емпера 1 а и гуре 40-44 50-55 50-55 132-146 180-196 180-196 180-1963 180-196 180-196 50 55 50. 55 50-55 20 50 80 70 80 пГ., казк на первоа проходе осущест. ",яюг о степенью деформации 20-307.поспедующ 11 м подстуживанием заготово к".1 д" гемпера гуры А от -80 до - 100 СФ ,;а втором проходе прокатку осущест.1 ляют со степенью деформациии не менее 701, перел третьим проходом рабочую часть заготовки нагревают доЯтемпературы Ас 20-50 С и прокатывают рабочую заостренную часть со степе 11 ью деформации не более 307, затем осущест 11 ляют закалку рабочей части изделия и ускоренное охлаждение его .1 а 11 тажной части с одновременным раз 11 ением заготовки на два изделия. 1 О 95 С деформацией второго прохода при температуре А, Сф-115 Со степенью деформации на первом переходе, 7: 10 20 3040 о степенью еформации на тором перехое, 7; Продолжение таблицыоло 4 РР ро,го цг. Раз деленаделаи повоюй н Шорсунна 6 ядшноя Яя б орректор Г Решетн ктор Т.Парфенов Заказ 18 Подписно Тира 3035,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Укгоро оектная ЫгРуююр Ю Ю СЗ Ю Составитель И.Тарлавска Техред Л.Сердюкова Государственного комитет лам изобретений и открыт сква, Ж, Раушская наб