Способ нагрева крупных деталей с осевым отверстием

и 981402 Союз СоветсиииСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ЛВтОРСКОМЮ СВИДЕтаЛЬСтВУ(22) Заивлеио 25.09,80 (21) 2986606/22-02 с присоединением заявки ЭЙ(23)Приоритет Рвудорстокииый комитет СССР оо долом зобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Центральный научно-исследовательский институт материалов, и технологии тяжелого и транспортного машиностроения; .- и Производственное объединение "Новокраматорскиймашиностроительный заводф(54) СПОСОБ НАГРЕВА КРУПНЫХ ДЕТАЛЕЙ С ОСЕВЫМ СтГВЕРСТИЕМ1Изобретение относится к термической . обработке и может применяться, например, при термической обработке рабочих и опорных валков листовых станов, а также полых валов различного назначения5 из высокопрочных сталей. Известен способ нагрева крупных деталей, состоящий в посадке холодной детали в печь с температурой 200-250 С,а .повышении температуры печи со скоростью 20-30 /ч до заданной температуры нагрева детали и последующей выдержке при атой температуре длительностью 1,5-2 ч.на 100 мм сечения 1 .5Недостатками этого способа являются возникновение высоких временных осевых нанряженийопасных с точки зрения возникновения трещин, особенна для крупных деталей, и большая длительность. гоИзвестен способ предварительного подогрева рабочих (диаметром более 560 мм) и опорных валков хододной прокатки перед поверхностной закалкой ТПЧ. Он включает 2посадку валка в печь, нагретую до 200- 250 С, выдержку при этой температуре в течение 3-х ч, повышение температуры печи со скоростью 30 /чдо требуемойотемпературы подогрева валка и последующую выдержку до выравнивания температуры по сечению 21.Основной недостаток этого способа заключается в том, что, несмотря на относительно невысокую интенсивность теплоподвода к поверхности валка в процессе подогрева, растягиваюшие напряжения в осевой зоне достигают высоких значений, близких к пределу текучести. Это представляет значительную опасность с точки зрения возникновения трещин, с учетом положения критической температуры хрупкости (для заэвтектоидных вась-. ковых сталей +100-200 С), а также с учетом наличия в осевой зоне различного рода концентраторов напряжений, в основном дефектов технологического происхождения (раковнн, рыхлот, неснлошностей и тд,). Кроме того, способ харак5 . 981402 6напряжения на поверхности осевого оз- ной части валка продуваемым воздухом,верстия составляют 107 МПа(10,9 кгс/мм), а динамическое тепловое равновесие ст.е, 32% от предела текучести стали при постоянным температурным градиентомданной температуре (125 С).ООТ=119 С между поверхностью бочки иОбщая длительность процесса нагреваповерхностью осевого отверстия достига(до выравнивания температуры по сече- ется через 75 ч.нию) для предлагаемого способа составляет 40 ч. Для известного способа рав- Сравнительные данные по известномуномерный прогрев по сечению вообще не- и предлагаемому способам нагрева валкааостижим вследствие охлаждения центральЛО 42100 мм приведены в таблице.Извеный 08(23.3 8(21 0 27(13) 13 7(10,9 8 гаем емениы е напряжения рассчитаны длямени, соответствующих,етения ормул из Способ нагрева крупных деталей с осевым отверстием, преимущественно прокатных валков, с регулированием г диента температуры по их сечению пумоментов вре О достижению Т,.Использовайие предлагаемого способа нагрева обеспечивает по сравнению с известным следующие преимущества.Максимум временных растягивающих напряжений (в момент наибольшего тем-. пературного перепада по сечению) перемещается щ опасной зоны с поверхнос ти осевого отверстия на 130 мм вглубь сечения. При атом величина максимума снижается на 38% и составляет 32% (вместо 65% в известном способе) от предела текучести стали. Временные рас тягивающие напряжения на поверхности осевого отверстия уменьшаются на 48%, Таким образом, устраняется опасность разрушения валка от высоких временных напряжений при нагреве.При использовании известного способа нагрева неблагоприятное напряженно 50 деформированное состояние, реализующее в процессе одностороннего нагрева со стороны. бочки валка усугубляется при одновременном охлаждении центральных слоев. Это вызывает высокие растягиыющне осевые напряжения в наиболее дефектной зоне валка - на поверхности осевого канала, что с большой вероятностью может привести к разрушению валка. При реализапии известного способа нагрева невозможно равномерно прогреть валок по сечению, так как при достаточ но большой выдержке устанавливается тепловое равновесие с постоянным значительным температурйым градиентом между поверхностью бочки и поверхностью осевого отверстия. Кроме того, такой вид нагрева по сравнению с предлагаемым не акономичен из-аа повышенного расхода топлива и увеличения рабочего времени использования термически к печей.Предлагаемый способ нагрева крупных деталей с осевым отверстием, в частности прокатных валков, позволяет предотвратить трещины и разрушения деталей за счет снижения временных напряжений, повысить их надежность и долговечность в аксплуатацин, сократить длительность процесса,Жономический эффект от использования предлагаемого изобретения составляет около 202 тыс,руб.в год.7 9814 д 2 Втем продувки осевого отверстия возду1, Склюев П,В. Термическая обрехом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, ботка прокатных валков. М"Машиночто, с целью предотвращения трещино строение, 1877, с, 109-112.образования за счет снижения временныхрастягивающих напряжений и сокращения2. Сборник технологических инструиобщейалительностипроцесса,процувку.осе- пий по термической обработке поковок и ного отверстия осуществляют горячим воз- стального литья. НКМЗ, Краматорск, духом с температурой не ниже температуры 1975, с. 10 12.нагрева и скоростью не менее 10 м/с.Источники информации,о 3. Авторское свидетельство СССР принятые во внимание прн экспертизе Ж 187063, кл. С 21 Р 1/34, 1965дх вен ЭеО 3, фС/5 иал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 9638/39 Тираж 587 ВНИИПИ Государственн по делам иэобрете 113035, Москва, ЖПодпио комитета СССий и открытий