Способ закалки изделий

СОЮЗ СОВЕТСНИХСООИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 238 А 1 д 4 С 21 БР ЕТЕЛЬСТВ раолях маБлы О строенияв ч потно стпв энергетическом маципостроении, прзакалке роторов, дпсков турбин, турбинных лопаток. Целью изобретенияявляется упрощение способа и расширние технологических возможностей за калочнои среды. Перед поизделия, нагретого до закператур, в закалочную срещают любым негорючим газочивая ей соответствующуюспособность. Применениеволяет вместо набора зака енпемсных темду ее касым, обеспеохлаждающуюпособа позлочных зводстве л сред иметь нну закалочнуюсвойствами,табл. к терм реду с регулир .п. ф - лы, 4 ил к спосония, ивсех оттермообраособам е теплоем оздуха со следствие сть. К ают те воей н е гружения, и м во всех отоас акже п сть за стадии ости, чтоую способн лях стност особенно на вращений, чт кивание приании, притурбин, т о предзакалк рб инкалке роторов,ных лопатоЦель из соба и ас женабразентрени На фиг. 1 схематически изо ивая охлаждения контрольног споих н тения уп иче р ширение технол остей среды, ость мпературь озмоСущ разца от врвремена охл ется дени50,в з то п в том лочну температуры ственно. Сре я характери изм е не няют плот зующичной о рючим газ ом. Пузыри газаность закало х температур одящиеся вожидкости, пз еняю ином состоянии ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАН И(56) Авторское свидетельство СССРд 840145., кл. С 21 0 1/56, 1977,(54 ) СПОСОБ ЗАКАЛКИ ИЗДЕЛИР(57) Изобретение относится обработке,.сталей, а именно бам закалки методом погруж может быть использовано во Изобретение относитсяботке сталей, а именно кзакалки методом побыть использовано ашиностроения, в ч етическом машиност изобретения заключеред погружениемнагретого образцать среды, насыщая ца - зависимость цилиндрического ол Л Л где с ь, о- центра образца до 350, 100 С соотве скорости охлажден охлаждающую спосо среды, в интервал тому же пузырилоизолирующий слойзКой теплопроводнижает охлаждаюалочной среды,мартенситных претвращает растрес3 1497238литных и мартенситных превращенийрассчитывают по формулам: Контрольный образец, выполненный из сплава инконель с зачеканенной по центру термопарой, нагревают до температуры выше температуры аустенизации углеродистых сталей, например 850 С, затем охлаждают в данной полимерной среде, насыщенной газом, и при нескольких различных произвольно выбранных степенях насыщения.После чего по кривой охлаждения контрольного образца (фиг, 1) рассчитывают средние скорости охлаждения в интервале перлитных (750-300 ОС) и мартенситных (300-100 С) превращений. Далее строят зависимость средних скоростей охлаждения контрольного образца (характеризующих охлаждающую способность) в интервалах перлитных и мартенситных превращений от плотности (фиг. 2). При каждой степени насыщения, определенным относительнымЧ содержанием газа в жидкости --100 Хо где Ч - объем газа, взвешенного в виде пузырьков в объеме Ч - жидкости, измеряют плотность среды.Степень насьпцения газом (плотность полимерной закалочной среды) выбирает-. ся такой, чтобы скорость охлаждения контрольного образца в мартенситном интервале температур была не вышеК2,1 (скорость охлаждения в минетво-ьоо ьоо оо 1 О где Ч, и Ч- средние скорости охлаждения контрольного образца в интервалах перлитных и мартен- ситных превращений.На фиг, 2 изображены градуировочные кривые зависимостей средних скоростей охлаждения в перлитном и мартенситном интервалах температур от плотности среды (степени насьпцения).При плотности закалочной синтетической средыее охлаждающая способность близка к охлаждающей способности минеральных масел в интервале мартенситных температур. Следовательно, при плотности синтетической за калочной среды м в ней могут быть закалены без растрескивания все изделия, калящиеся на масло.На фиг. 3 изображена принципиальная схема закалки по предлагаемому способу ссистемой автоматического поддержания заданной плотности закалочной среды; на фиг. 4 - распыли- тельная насадка, позволяющая созда" вать двухфазные газожидкостные закалочные среды.Способ закалки изделии заключается в следующем,Изделие нагревают до температуры закалки, затем данное изделие путем погружения в полимерную закалочную среду охлаждают, Перед погружением изделия среду насыщают любым негорючим газом или воздухом, обеспечивая,: изменение плотности, соответственно теплоемкости, а следовательно, и охлаждающей способности данной среды. 5 ральном масле в интервале температур300-100 С). При этом средняя скоростьохлаждения в интервале перлитных пре 1 Квращений должна быть не ниже 22 --с(скорость охлаждения в минеральноммасле в интервале температур 750 о300 С), Если скорость охлаждения в интервале температур перлитных превращений при степени .насьпцения(соот ветствующей скорости охлаждения в нтервале мартенситных превращенийК К2,1 ) оказывается. ниже 22, пос с Степень насыщения закалочной среды определяется по двум градуировочным кривым зависимости охлаждающейспособности от плотности, представляющим собой зависимость средних скоростей охлаждения контрольного образца в интервалах мартенситных и перлитных превращений от плотности среды (фиг. 2).Градуировочные кривые строят следующим образом. дачу газа включают по достижении поверхностью закаливаемого изделия температуры Мн (начала мартенситных превращений). Т 50 -ьоо 750-300 ( К ), 9 :С с ф зоооо 300-100 К ср ь с Во время охлаждения закаливаемого изделия автоматически поддерживается постоянная выбранная плотность закалочной среды По окончании закалки изделие извлекают из закалочного бака.5149723П р и м е р. Закалку по предлагаемому способу проводили в полимерной среде состава,: полимер Иа - КИЦ 2, ИаС 1 20, Ма ВО 0,5, вода Остальное.Средние скорости охлаждения в интервалах мартенситных и перлитных превращений в синтетической закалочной среде при степени насыщения возК духом 10 . составляют 20 и 2,7 Формула изобре тения 45Способ закалки изделий, включающий регулирование охлаждающейспособности закалочной среды, нагрев изделия, выдержку и охлаждение 50в закалочной среде, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения .и расширения технологических возможностей, регулирование осуществляютпосредством насыщения среды негорючим газом.55 2. Способ поп. 1, о тл ич ающ и й с я тем, что, с целью получения заданных свойств у обрабатываемосоответственно в интервале перлитных и мартенситных превращений, что близко к средним скоростям охлаждения контрольного образца в минеральномКмасле 19,2 и 1,68 -- (табл. 1).При этом в интервале перлитных пре. вращений обеспечивается более высоК кая скорость охлаждения 36,0 -- и, следовательно, большая прокаливаемость, механические свойства, твер-. дость, 25Закалке подвергали изделия из стали 40 Х цилиндрической формы 50 мм.Закалочная среда насыщается воздухом. Относительное содержание воздуха в жидкости 10%. Исходная плоткг ность закалочной среды 1118 -- намэ ф сьпценной газом 1005 кг/м .Изделия нагревали до температурыозакалки 840 С и затем погружали в закалочный бак 1 (схема оснащения закалочного бака приведена на фиг. 3), оборудованной системой автоматического поддержания заданной плотности (степени насьпцения газом) закалоч О ной среды. Поддержание постоянной степени насьпцения производится сле-. дующим образом, При падении плотности среды ниже заданного значения (превышение заданной степени насыщения) поплавок 2, погруженный в заданную среду на отметку погружения закаливаемого изделия через шток, шарнирйо соединенный с рычагом 3, выключает выключатель 5. Усилие срабатывания выключателя (степень насьпцения) задается регулирующим элементом 4. Сигнал о срабатывании выключателя с управляющего элемента 6 (например, магнитный пускатель) поступает на исполнительньп элемент 7, прекращает подачу воздуха в магистраль 8 на распылительные насадки 9. При увеличении плотности закалоч 86ной среды (падение степени насьпцения) усилие с поплавка уменьшается и рычаг 3 отклоняет цепь управляющего элемента (магнитного пускателя), после чего возобновляется подача газа в насадке 3. Тем самым обеспечи вается автоматическое регулирование плотности закалочной среды. По окончании закалки изделие извлекается из закалочного бака 1.Данные по трещинообразованию и твердости изделий, закаленных по предлагаемому способу при постоянной степени насьпцения 10 и с включением насьпцения, начиная с темпера 0 туры поверхности изделия 400 С, приведены в табл, 2.Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет использовать более дешевые полимерные закалочные среды с пониженной концентрацией основных компонентов, доводя их охлаждающие свойства до требуемых при помощи насьпцения газом.Среды с высокой охлаждающей способностью на стадии перлитных превращений, которые не могут быть использованы непосредственно для закалки легированных сталей из-за высокой охлаждающей способности на стадии мартен- ситных превращений, после насьпцения газом могут успешно применяться. При этом обеспечивается прокаливаемость большая, чем при закалке в масле.Применение предлагаемого способа позволяет вместо набора различных закалочных сред иметь на производстве лишь одну закалочную среду с регулируемыми свойствами, что экономит производственные площади, стоимость оборудования и эксплуатации закалочных баков1497238 го изделия путем выбора оптимапьнойстепени насыщения среды негорючимгазом, предварительно строят экспериТаблица 1 Температурный о интервал, ДТ, С36,0 94 5,2 65 93 92 34,97,4 20 52 2,734 38,5 7,97 19,2 1,68 76,0 20,3 Таблица 2 КоличеТвердость после заСпособ закалки ство деталей с калки,НВ.Стрещинами из 20 40-42 0 46-49 0 Полимернаясреда 750-300 300-100 Масло 750-300 300-100 Вода 750-300 300-100 Закалка в полимерной среде На-КМЦ 2,0% БаС 1 . 20,0%11 а Вф 00,5% насьпценной воздухом до плотности 1005 кг/м Закалка в синтетической среде, насыщенной воздухом, начата при температуре поверхности 400 С ментальные кривые, характеризующиеохлаждающую способность среды в зависимости от ее степени насыщения.1 ч 97238 ска ирняк едак тор Н., Киштулинец оррек Т писное ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,10 ЗаказВНИИПИ ставитель Т,Бердьхред М.Ходанич аж 530тета по изобретениям ква, Ж, Раушская н осударственного ко 113035, Мо