Способ обработки изделий

аа СИ 1 СОЮЗ СОВЕТСНИХОВИЦИРаеп 4 ИХРЕСПУБЛИК Вша С 21 0 1/78 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯн дитнсмомм св 1 атВЪСтаи 3 дД; Бм эзар.с,4ФЬ. ц ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ 1 Ф(71) Всесоюзный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский и корструкторско-технологический институт трубной промьппленности(54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ,преимущественно подвижных оправоктрубных станов, включающий электролитическое хромирование, нагрев в безокислительной среде до 1050-1150 С,выдержку и охлаждение, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения стойкости, после выдержки поверхность оправки подвергают деформацииобкаткой на глубину 25-503 толщиныхромового покрытия.Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении подвижных оправок для непрерывных, косовалковых и волочильных станов. 5Известен способ изготовления подвижных оправок, включающий обточку заготовки, ее нагрев и обкатку. При этом нагрев заготовок производят до 870-90 бС,а суммарное обжатие по диа О метру при обкатке составляет 0,.3- 0,4 мм 11Недостатком данного способа является то, что оправки, полученные таким путем, имеют низкую стойкость. 15 Это связано с тем, что нагрев до температур 870-900 С не обеспечивает твердость более 40 НКС, а нагрев до более высоких температур приводит к образованию "оспин" на поверхности 20 оправок, что также влияет на снижение их стойкости.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ обработки изделий, включающий 2 электролитическое хромирование, нагрев до 1050-1150 С, выдержку и охлаждение 23Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает повышение стойкости подвижных оправок трубных станов, .поскольку образующееся хромовое покрытие состоит из двух слоев с различными свойствами: нижний тонкий слой имеет вы 35 сокую, а верхний более толстый - низ" кую твердость.В связи с тем, что в процессе прокатки трубы на оправку действуют боль шие удельные давления и при этом развиваются значительные силы трения, происходит износ более мягкого наруж" ного слоя покрытия и стойкость оправок недостаточна.Целью изобретения является повышение стойкости.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки изделий, преимущественно подвижных опра-,вок трубных станов, включающему электролитическое хромирование, нагревв безокислительной среде до 10501150 С, выдержку и охлаждение, послевыдержки поверхность оправки подвергают деформации обкаткой на глубину25-507 толщины хромового покрытия.Способ осуществляют следующим образом,Заготовка для оправок после правкина прессе подвергается обточке в несколько проходов на бесцентровотокарном станке с последующей обкаткой еес температурой нагрева 870-900 С,бнапример, на двухвалковой обкатноймашине. При этом чистота поверхностипосле обкатки должна быть не нижеО,б 3,Перед электролитическим хромированием оправку вначале обезжириваютв органических растворителях, затемподвергают электролнтическому обезжириванию, после чего производятнанесение хрома в электролите, например, следующего химического состава, г/л; хромовый ангидрид 200-300;сернокислый стронций 0,5-1,5; кремнефторит калия 20-25; бихромат калия5-20. При этом толщина хромового покрытия составляет 200-300 мкм.После нанесения хромового покрытия оправку подвергают термическойобработке при 1050-1150 С в безокислительной среде, например в аргоне,в течение 0,5-1,5 ч, затем повторнообкатывают в нагретом состоянии при1050-1150 С с обжатием, величинакоторого составляет 25-5 ОЕ от толщины нанесенного хромового покрытия.Проведены сравнительные испытанияпредлагаемого и известного способовизготовления оправок из стали 4 Х 5 МФСдиаметром 73 мм, длиной 7200 мм иззаготовки диаметром 80 мм длиной7200 мм.Оправки, изготовленные предлагаемым способом, предварительно подвергали правке на прессе и обточке до диФаметра 73,6 мм, нагревали до 880 Си обкатывали с суммарным обжатиемпо диаметру, равным 0,3 мм. При этомчистота поверхности после обкатки 0,63.Перед нанесением хромового покрытия обкатанную оправку обезжиривалив органическом растворителе уайт-спирите, затем подвергали обезжириваниюв электролите, г/л: ИаОН 25; Ма РО8; И 810 ф 5 НО 13.Плотность тока при этом 15 А/дмй,продолжительность обезжириваиия 4 мин.Обезжиренную оправку погружали вэлектролит состава, г/л: СгО 250;СгБО 1; К СгО 10, К Б 1 Р 20;ЯгОч 2,5, для хромирования, декапиро вали при анодной плотности тока30 А/дм в течение,45 с и затем переключали заготовку на катод дляэлектроосаждения хрома. При этом плотность тока 65 А/дм, температура 20электролита 57 фС, скорость осажденияхрома 1-2 мкм/мин.После термической обработки в аргоне нагретую оправку подвергали повторной обкатке с,обжатием, величина И 5которого варьировалась в зависимостиот толщины нанесенного хромового по"крытия, При подборе режима термическойобработки и повторной обкаткиварьировались температура термической обработки и параметры обкатки,В ходе исследований производилисьзамеры твердости, определялась толщина хромового покрытия, а также величина износа, выраженная в разностидиаметров оправок до и после испытаний.Замеры твердости оправок производи"лись прибором "сольди", а замеры твердости хромового покрытия - на приборе 46ПМТ - 3 (твердость, кг/мм ) . Толщинуйхромового покрытия определяли на приборе ПМТ - 3, а величину износа определяли путем замера диаметра оправокмикрометром до и после испытаний.Результаты исследований представ"лены в таблице.Установлено, что при температурахтермическойобработки 1050-1150 : в безокислительной среде и повторной обкатке при этой же температуре с обжатиями 25-507 от толщины нанесенного хромового покрытия наблюдается незначительный износ, величина которого составляет 0,.04-0,06 мм на диаметр. При этом твердость оправок 49 НЙС (примеры 2-4) . При температурах ниже 1050 С, например 1000 фС (см. таблицу), при всех деформациях наблюдается интенсивный износ оправок, вели" чина которого составляет О, 10-0,19 мм на диаметр, при этом твердость их 40 НКС,При более высоких температурах термической обработки, напримерФ1200 С 1 на поверхности оправок образуются трещины в результате интенсивного роста зерна. При изготовлении оправок известным способом величина износа достигает 0,2 мм на диаметр. Таким образом, использование предлагаемого способа изготовления оправок по сравнению с известным позволяет повысить стойкость, что достигается электропитическим хромированием обкатньм в нагретом состоянии оправок с последующей термообработкой и повторной обкаткой с указанными параметрами, что дает возможность, с одной стороны, повысить твердость оправок за счет термообработки при высоких температурах до 1150 С, (это в свою очередь возможно при наличии покрытия), с другой стороны , - способствует (при этих температурах) об" разованию на поверхности справок диффузионного слоя с высокой твердостью (75-80 НКС) состоящего из карбидов хрома.Таким образом, использование изоб- ретения по сравнению с известным способом позволит повысить стойкость подвижньпс оправок в 1,5 раза, что составляет 1200 прокатанных труб на одной оправке (против 800 труб на одной оправке по известному способу) .1104172 Пример Твердость после Толщина хромового покрыТемпеВыдержка,мин Обжатия по ратуранагтия после термической обработки, мм диаметру,первойобкаткиНЕС,кг/мм оправок,С0,220 Практиче ски отсутствует 2 880 0,3 382 0,24 1050 90 1225 0,220 0,020 (39) (71) 3 880 0,3 382 0,24 1100 70 1225 0,220 0,0201104172 Толщина хромового покрытия после повторной обкат"ки, мм ТемВеличин Давление ОбжаТвердость хром 9 вого покрытия после термической обработкикг/мм 2 тие наопизноса,мм(25) (77) 25 0,180 0,020 (45) . (76) (47) 35 0,156 0,020 50 0,120 0,021 65 0,084, 0,019 равок диффузионныйслой 0,180 0,156 0,120 диффузионныйслой Твердость хромового покрытия после пов" торной обкатки НКС, кг/ммф на- дифружный фузислой онныйслой Твер-,достьоправки торнойоб- каткиНЕС,кг/мм 2 ператураразогрева Образование трещин на поверхностиоправки 0,0050,0060,005 Образование трещин на поверхности оправок 0,006 0005 0,004 Образование трещин на поверхности оп11 ОЧ 72 2Продолжение табл. Дав- Величиналение Твердость хро- нового покрцтий оне повторной обкатки НВ:, кгlммф наоправку,Ийа износа,мм7 110 0,13 80 О, 019 (47) (77) ( 004 56 0,020 20 0,02 0,003 5 0,084 0 Образование трещинна поверхности отравок 37 1730 15 0,204 0,021 475 173 23) (78) 25 0,180 0,019 (46) (78 8 750 1,120 0,02 ,084 0,02 6 0 Составитель Л, ДенисоваТехред Л,Микеш Корректор О. Билак Джуган Редакто 5 н 0 Подого комитета СССРЯ и открытийРаушская наб., д. Заказ 5167/8 сн Тираж Государств ам изобрет осква, Ж-З ВНИИП по д 113035Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Твердостьхромовогопокрытия после терничес"кой обработкиНКС, кгlммф Обжатиеприповгорнойоб- катке, Й Толщина хромового покрн" тил после по" вторной обкатки мм Твер-,достьоправкипослепов- торнойоб- катТемнературараэогре"ваонра"вякф Образование трещин при прокатке из-за роста зерна при указан- ноЯ темпера туре термо- обработки