Способ изготовления стальных изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) (И) 1/04, 8/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВ ВТ(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к термической обработке калиброванной проволоки, прутков иэ подшипниковых и инструментальных сталей, Целью изобретения является повышение производительности процесса, Способ включает отжиг, холодное волочение со степенью деформации 7-ЗОХ и окончательный рекристаллиэационный отжиг при воздействии ультразвуковых деформаций с амплитудой (7,5 10 - 8,0 10 1,)6,0 А 0 и усилием прикатия 100 200 Н. Использование способа позволяет повысить производительность процесса в 1,5-2 раза, 4 ил,)2 табл,следова ьных ст ав А ботк и)ием ТВЧ,221,о СССР 1982, формации зации,Уст ан ба содер преобраэ новод 4,вка д осуществлен сокоижимное ус 2, конце 5, индукци к 7 охлаждройство 1,тратор З,волонный нагреения, На вате вьппеолик баватель фигобо чены пруток или Экспериментально у корость рекристаллиз ормированной стали ( снижением твердости) ультразвукового возде вается при амплитудах ше некоторого порогов Е, (Фиг3), Эти дан при нагреве на 550 Гтановлено,что ции холоднодеарактеризуется в условиях ствия увеличис Ж деформации выго значения)е получены с ыдержке в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ННТ СССР( 56) Сергеев Г,Н., Хасин Гкина В,Г, Термическая обраволочение стали с примеиеМ: Металлургия, 1971, с,Авторское свидетельствВ 937523, кл. С 21 0 1/04 Изобретение относится к металлу гии, а именно к деформационной и т мической обработке калиброванных и волоки, прутков и т,д, из подшипни вых и инструментальных сталей,Целью изобретения является по ние производительности процесса з счет сокращения времени движения и делий через индукторы путем ускор ния рекристаллизации.На фиг,1 показана схема опытнопромьппленной установки для изготов пения прутков; на фиг 2 - то же, для изготовления бунтов проволоки на фиг, 3 - график зависимости тв дости от амплитуды ультразвуковых колебаний; на фиг, 4 - график эав мости амплитуды ультразвуковых.д от температуры рекристалтечение 15 мин, Установлено также,что величина пороговой амплитудыультразвуковой деформации зависитот температуры рекристаллизации(фиг,4), С увеличением температурырекристаллизационного отжига значения пороговой амплитуды снижаются иимеют линейную зависимость в видеЯ , = 7,510 - 8,0 1 О 1/град С10где 1 - температура отжига,В качестве объекта выбрана прутковая сталь ШХ 15 диаметром 22 мм,подвергнутая сфероидизирующему отаигу в газовых колпаковых печах и холодному волочению по действующейтехнологии, Структура перлита послеотжига соответствовала 2-му баллу,а твердость 195 НВ, что удовлетворяло требованиям ГОСТа, Волочение осуществляли с диаметра 22 мм на 2 мм(степень деформации 8 Х). ТвердостьР,стали после холодного волочения241 НВ, Для снятия наклепа калиброванные прутки пропускали через индукторы тока высокой частоты установки ТВЧ(всего 7 индукторов). Между3-м и 4-м иидуктором, а также на вы-ходе 7-го индуктора установлены 2магнитострикционных преобразователяПМСА Питание от генераторовУЗГ 2-4 М и 43 Г-10, Конструкциякрепления преобразователя предусматривала прижим колебательной системыс усилием 100-200 Н, Контакт концентратора,с прутком осуществляли непосредственно от волновода к прутку.Дляувеличения площади контакта торецконцентратора выполнен по образующей прутка, Ультразвуковая колебательная система позволяла возбуждать продольные колебания, которыепреобразуются в изгибные колебанияобрабатываемого прутка, В качествеФволновода взят ступенчатый концентратор с диаметрами ступеней 90 и 30 мм,что позволяло получать девятикратныйкоэффициент усиления по амплитуде. смещения продольных колебаний, Длинавсего концентратора 145 ю 4. Что со 50ответствует 1/2 частоты 18 кГц в ти.тановом сплаве ВГ 3-1, Настройкаультразвукового генератора в резонанс с нагрузкой осуществлялась помаксимуму напряжения, снимаемого сэлектродинамического датчика ЭД-ЗОРМ,55контроль резонансной частоты осуществляли при помощи частотометра43-35 А,Рекристаллизационный отжиг осуществляли на установке ТВЧпринапряжениях генератора 750-775;700 и 650 В, что соответствовалоследующим температурам нагрева металла на выходе из последнего индуктора: 950; 850 и 800 С,Нижняя пороговая амплитуда ультразвуковых колебаний определяется,для каждого конкретного значениятемпературы отжига, Например,при500 С Й 7 5 10 - 8 О 10 т 500 фи 7,5 10-4 - 4,0- 10 = 3,5 10 ,при850 С Е, 7,5 е 10 - 8,0 е 108507510 - 6 8 1 О07.10 , ит,д,эВ реальных провепюленных условияхрекриствллизвционный отжиг сталиПК 15 проводят иа проходных индукционных установках ТВЧ при температуре900 - 950 С, Расчет по формуле пока"зывает, что нижнее значение пороговой амплитуды ультразвуковых колебаний в этом случае составляет: при900 С Е, 75 10 - 8,0 110900- 8,0 10 9501 10Верхнее допустимое значение амплитуды ультразвуковых колебаний составляет Е ,6 -10 и определяется появлением трещин.Эффект ультразвукового воздействиязависит от усилия прижатия продольноколеблющегося волновода и наблюдаетсятолько в интервале усилий 100-200 Н,Если усилие прижатия волновода к движущемуся прутку меньше 100 Н, то непроисходит достаточной передачи продольных колебаний в пруток и в структуре металла не происходят изменения,вызывающие ускорение рекристаллизацни, Если усилие прижвтия больше200 Н, то происходит торможение движущегося металла,Результаты изготовления прутков по.предлагаемому и известному способампредставленыв табл, 1 и 2 (сферондиэнрующий отжиг металла в печах при780-800 С, холодное волочение и рекристаллиэационный отжиг в проходныхустановках индукционного нагрева сиспользованием ультразвука). Как видно иэ приведенных данных, использование предлагаемого способа позволяет существенно ускорить процесс рекристаллизации в наклепаниой стали и повысить производительность5 1527284 6оборудования в 1,23-2,15 раза по ния производительности процесса путемсравнению с обработкой по способу-про-ускорения рекристаллизации, окончатотипу. Видно также, что максимальное тельный отжиг иэделий проводят начиповышение производительности достига- ная от температур начала рекристаллибется прн повышенных температурах (в зации с наложением ультразвуковых иэусловиях данного эксперимента 950 оС) гибных деформаций с амплитудой 7,5 хи достигает 2,15 раза, х 10-4 - 810(где С - температуф о р м у л а и з о б р е т е н и я ра нагРева иэделий в месте воздействия ультразвуковых деформаций) путемСпособ изготовления стальных изде- касания ультразвукового волновода,лий, включакиций сфероидиэирующий от- возбуждаемого на продольные колебания,жиг, холодную обработку и окончатель- с поверхностью обрабатываемого изденый отжиг на установках ТВЧ с исполь- лия с усилием прижатияз равным 100 зованием ультразвука, о т л и ч а ю 200 Н и направленным нормально к осищ и й с я тем, что, с целью повы 1 пе- изделия,Таблица Амплитуда деформации 1 Г 1 1 Способ рекристаллнзационного откига Показатели интенсивностипроцесса 1 О 3 10 2 1 О 6 1 О 8 10 Предлагаеиьп способСкорость двнкения прутков,мм/с Откиг нв установке ТВЧ при 950 С;нагрев на установке ТВЧ с УЗВ,диаметр прутков 21 ю, холодноеволочение С82Отвиг на установке ТВЧ прн 850 С;нагрев нв установке ТВЧ с УЗВ,диаметр прутков 21 мм холодноеволочение Е д 82Отхнг на установке ТВЧ при 800 С;нагрев нв установке ТВЧ с УЗВ,диаметр прутков 21 ю, холодноеволоченне Е82 150 200 260 280 Появлениегреции Производительность, т/чСкорость двикеиня прут"ков, мм/с 147 196 2,54150 180 240 274260 То не 1,47 1,76 2,35120 130 140 Производительность т/чСкорость двнкения прутков мн/с 2,54160 Производительность т/ч Известньй способ117 1,27 1,37 157 Нагрев нв установке ТВЧ прн 300 С;нагрев на установке ТВЧ с УЗВдиаметр прутков 21 ю, холодноеволочение С82 Скорость двикения прутков,ю/сПроизводительность, т/ч 100098 Таблица 2 Способ Показатели инрекрис- тенсивности Усилие прижатия, Н 50 100 00 30 аллиза- процессИОННОГОткига корость движеия прутков,мм/с 0 160 80 Торможение движущихся прутков редло енный Производ НОСТЬ з Скорост ния прумм/с Проиэвод ител1527284 7,0 10 Составитель В,Русаненактор О,Юрковецкая Техред М,Дидык рректор Э,Лончако венно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина оизв Заказ 7483/35 Тираж 530 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5