Способ обработки стальных деталей

 

СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, включающий цементацию, двухстадийную термодиклическую обработку с проведением нагрева на первой стадии на 50°С выше линии и последующего охлаждения , a на второй стадии - в интервале температур на 30-50 С выше Ас и на 30-50 4: ниже Аг, закалку и отпуск, отличающийся тем, что, с целью снижения степени деформации и длительности процесса, охлаждение при термоцИклировании на первой стадии проиэвЬдят до температуры не ниже Ас.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

НОИ

РЕСПУЬЛИН,SU„„

g(53) 21 D 1 78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И OTHPbfAO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOINV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3308172/22-02 (22) 22.06.81 (46) 23.06 ° 83. Бюл. 9 23 (72) T.A. Лебедев, В.К. Федюнин, .В.В.,Симочкин и Т.С. Рябова (71) Брянский завод ирригационных машин (53) 621. 785. 79 (088. 8) (56) 1. Сагарадзе В.С. Повышение надежности цементируемых деталей. М., Машиностроение, 1975, с. 100-106.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 648623, кл. С 21 D i/78, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

9 852943, кл. С 21 D 1/78, 1979. (54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТАЛЬНЫХ

ДЕТАЛЕЙ, включающий цементацию, двухстадийную термоциклическую обработку с проведением нагрева на первой стадии на 500С выше линии Ac -Acm и по3 следукщего охлаждения, а на второй стадии — в интервале температур на

30-50 С выше Ас и на 30-50"С ниже

Ar, закалку и отпуск, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения степени деформации и длительности процесса, охлаждение при термо.

I цнклировании на первой стадии произвЬдят до температуры не ниже Ас .

1024512

Изобретение относится к металлур- гии, а именно к способам термической обработки сталей, и может быть ис пользовано при высокотемпературной цементации деталей.

Известен способ высокотемпературной цементации деталей, включающий цементацию при 1000-1100» С, нормализацию при 900 С, закалку и низкий отпуск fl) .

Однако такой способ не обеспечивает получения высокого комплекса механических свойств, особенно вязкости сердцевины деталей, нетехнологичен и длителен по времени.

Известен также. способ обработки стальных деталей, включающий цемектацию-при 920-940 С, термоциклирование в области температур выше линии Ас» и ниже линии Аг» на 30-50 С, 0 закалку с последнего нагрева и низкий отпуск при 140-1500 С f 2) .

Этот способ обеспечивает получение высоких пластических свойств деталей после цементации при укаэанной температуре, но при цементации при 1000-1100 С термоциклирование в интервале температур на 30-50 С вы6 ше Ас» и ниже -Ar недостаточно эффективно, так как для измельчения крупнозернистой структуры и ликвидации цементитной сетки в цементируемом слое требуется увеличение числа циклов с 4-6 до 8-10.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки стальных деталей„- включающий (цементацию,- двухстадийную термоцикли. ч -.скую обработку с проведением ее на первой стадии в интервале температур на 50-70сС выше Асэ и на 30-50 С нио, же Ar», а на второй стадии — в интернале температур на 30-50 С выше

Ac„. и на 30-50 C ниже Ar нагрев г -)» под закалку и отпуск (3 .

Тсрмоциклическую обработку проводят с цементационного нагрева после подстуживания до температуры на 3050 С ниже Ar, а закалку проводят с нагрева при термоциклировании от температуры выше Ас» на 30-50 С.

Однако при прйменении высокотемпературной цементации охлаждение ниже

Аг» приводит к значительной деформации из-за большого перепада температур и структурных превращений.

Цель изобретения — снижение степени деформации и длительности процесса

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки стальных деталей, включаю-, щему, цеменгацию, двухстадийную термоцикли»ескую обработку с проведением нагрева на первой стадии на

50 С выше линии Ac -Acm и последующего охлаждения, а на второй стадии — в интервале температур на 3050 С выше Ас» и на 30-500С ниже Аг закалку и отпуск, охлаждение при термоциклировании на первой стар(ии производят до температуры не ниже

Ас» .

Способ включает цементацию при

1000-1100 С длительностью, зависящей

О ! от требуемой глубины цементируемого слоя, охлаждение до температуры не

)Q ниже линии Ас» нагрев до температуры на 30-50 С выше линии Ac -Acm для цементированного слоя и вновь охлаждение до температуры не ниже линии

Ас» (несколько циклов,,например дватри) и последующее многократное маятниковое термоциклирование при охлаждении деталей на 30-50 С ниже линии Ar и нагреве на 30-50 С

» выше линии Ас; закалку с последнего нагрева и отпуск при 140-200 С.

По химическому составу цементированный слой можно отнести к классу эаэвтектоидных сталей. Благодаря многократному нагреву и охлаждению в области температур (Ас»-Ас )+(3050)0С, образующаяся при цементации сетка вторичного цементита раздробляется, а последующее маятниковое термоциклирование в области температур на 30-50 С выше Ас» и ниже Аг» измельчает зерно в сердцевине детали и в поверхностном слое.

Пример. Детали, изготовлен1 ные из стали 20ХНЗА после совместF ной цементации при 1070 С продолжиээ тельностью 2 ч (глубина цементации

1,6 мм) обраба ывают по известному и предлагаемому способам.

Согласно извест »ему способу детали после цементации при 1070 С ох40 лаждают до 650 С и подвергают термоциклированию по режиму: первые два цикла — нагрев до 870 С и охлаждение

)до 650 С,, а последующие три цикла

О нагрев до 790 С и охлаждение до 650 С

О O

45 закалка с последнего нагрева в масле1 и отпуск при 180 С в течение 2, 0 ч.

По предлагаемому способу детали после цементации при 1070 С охлаждао ют до 750 С и подвергают термоцикли50 рованию следующим образом: первые два цикла — нагрев до 870 С и охлаждение до 7500С, а последующие три цикла . — нагрев до 790 С и охлаждение до 650 С, закалка с последнего наг55 рева в масле и низкий отпуск при

180 С в течение 2„0 ч.

Значения механических свойств деталей и длительность режима представ. лены в табл. 1.

Степень деформации деталей представлена в табл. 2.

Представленные результаты показывают, что предложенный способ обеспечивает снижение деформации и сокращение длительности режима.

1024512

Таблица1

\ 1

Показатели, С войс тв а с ердцев ины дет алн

Известный способ

Предлагаемый способ.

126,0

95,0

95,5

8,5

8,0

Относительное удлинение S Ъ

57,0

56,5

22,7

22,5

59-61

34-38

5,0

5,5

Таблица 2

Величина биения, мм

Измеряемый параметр

Известный способ Предлагаемый способ

Наружный диаметр (195 мм) 0,6

0,38

Диаметр по роликам, мм (МА-145,06+0,22) 0,32

0,21

Виение по торцу, мм

0 35

0,25

Составитель P. Клыкова

Редактор О. Половка Техред Т.Фанта Корректор А, Ференц

Заказ 4338/25 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5 филиал ППП. Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предел прочности 6@, кгс/мм

Ф

Предел текучести б, кгс/мк

Относительное сужение ф, % ф

Ударная вязкость а, кгсм/см=

Твердость цементированного слоя, HRC

Твердость сердцевины, HRC

Ъ

Общая дли тель но сть процесса, ч

59-62

35-37