Способ подготовки заготовок для холодного экструдирования

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к прямому экструдированию металлических заготовок, и м.б. использовано при гидропрессовании и волочении изделий из высокопрочных сталей. Оно обеспечивает повьшение качества за счет плавного изменения механических свойств в зоне переменной твердости при подготовке к холодному экструдированию заготовок из сталей со структурой закаленного мартенсита, а также уменьшение себестоимости. Способ осуществляется путем термической обработки краевого участка заготовки с нагревом до температуры критической точки АС,, выдержки и последующего охлаждения на воздухе. В результате такой обработки твердость материала заготовки постепенно меняется со стороны краевого участка, увеличиваясь до твердости основной части заготовки. При зтом время нагрева определяется с помощью экспериментальной расчетной зависимости. с О) со to сх

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1328021 А1 (51)4 В 21 С 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3984142/22-27 (22) 06,12.85 (46) 07.08.87. Бюл. Р 29 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина (72) Я.Б. Гуревич, А.П. Бащенко, Е.В. Поляков, В.И. Сцепура, А.Г. Баталов и А.Д. Волосков (53) 621.777.07(088.8) (56) Патент США Ф 3766769, кл. В 21 С 5/00, 1973. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЗАГОТОВОК

ДЛЯ ХОЛОДНОГО ЭКСТРУДИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к прямому экструдированию металлических заготовок, и м.б ° использовано при гидропрессовании и волочении изделий из высокопрочных сталей. Оно обеспечивает повышение качества за счет плавного изменения механических свойств в зоне переменной твердости при подготовке к холодному экструдированию заготовок.из сталей со структурой закаленного мартенсита, а также уменьшение себестоимости. Способ осуществляется путем термической обработки краевого участка заготовки с нагревом до температуры критической точки Ас,, выдержки и последующего охлаждения на воздухе. В результате такой обработки твердость материала заготовки постепенно меняется со стороны краевого участка, увели чиваясь до твердости основной части заготовки. При этом время нагрева определяется с помощью экспериментальной расчетной зависимости.

1 13

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к прямому экструдированию металлических заготовок, и может быть использовано при гидропрессовании и волочении иэделий из высокопрочных сталей

Цель изобретения — повышение качества изделий за счет обеспечения плавного изменения механических свойств в зоне переменной твердости и уменьшение себестоимости.

Способ, осуществляется следующим образом.

Передний конец заготовки, закаленной на мартенсит с твердостью 4550 HRC, нагревают известным способом до температуры Ас, (680...750 С) и выдерживают при этой температуре в течение времени, которое определяется по формуле

Х (.

К А где Х вЂ” требуемая длина зоны термического воздействия принимается равным 60...100 мм, А — коэффициент температуропроводности, который для стали равен 0,04 м /ч, К вЂ” коэффициент, равный 1,2...4,8, зависит от заданного перепада температур зоны термического воздействия, определяется экспериментально.

Под зоной термического воздействия подразумевается длина переднего конца заготовки, на котором темпера-. тура постепенно снижается от Ас„ (680...750 С) до температуры предварительного низкогс отпуска (100...300 С).

Нагрев сталей выше температуры критической точки Ас„ вызывает частично образование аустенита, который при охлаждении на воздухе частично превращается в неотпущенную бейнитомартенситную структуру, характеризующуюся повышенной твердостью и хрупкостью. Нагрев ниже точки Ас при1 водит к меньшему эффекту снижения твердости переднего конца заготовки и уменьшению зоны термического воздействия.

Значение К = 1,2 соответствует максимальной разности температур зо40

50 готовки стали ЗОХГСН2А диаметром

30 мм твердостью 49 HRC нагревают в индукторе на длине 25...30 мм, выдерживают в течение 2 мин при 69+10 G, затем охлаждают на воздухе. Так же, как и в примере 1, твердость поверхности в зоне термического воздействия Х длиной 80 мм увеличивается от значений 28,5 до 49. HRC.

Предлагаемый способ по сравнению с известными упрощает и удешевляет процесс подготовки заготовок из высокопрочных сталей со структурой мартенсита для холодной деформации, устраняет начальный пик давления и этим обеспечивает стабильность скорости прессования и, следовательно, равномерность механических свойств прессизделий, повышает стойкость инструмента, улучшает качество по28021 ны термического воздействия (650 С), а значение К = 4,8 соответствует минимальной разности температур этой зоны (380 С).

При этом за счет теплопередачи происходит нагрев переднего конца заготовки на длине Х. Чем больше выдержки 7, тем больше Х. Таким образом, приведенная формула позволяет определить время выдержки при заданной температуре переднего торца заготовки для получения зоны термического воздействия протяженностью Х.

По окончании нагрева заготовку охлаждают на воздухе. В результате такой обработки твердость переднего конца заготовки на протяжении зоны термического воздействия увеличивается с торца от значения 20...30 HRC до значений твердости всей заготовки

45...50 HRC, причем изменение твердости по длине Х соответствует экспоненциальной зависимости.

25 Пример 1. Передний конец заготовки стали ЗОХГСН2А диаметром

30 мм твердостью 48 HRC погружают в расплав олова на глубину 20 мм, выдерживают в течение 2 мин при 700 С.

30 (точка Ас„ для стали 30ХГСН2А), а затем охлаждают на воздухе.

Измерение твердости поверхности заготовки показывает, что зона термического воздействия Х составляет, 80 мм, На протяжении этой зоны (не считая 30 мм эоны непосредственного нагрева) твердость увеличивается экспоненциально от 29 до 48 HRC.

Пример 2. Передний конец загде

А— механических свойств, в зоне переменной твердости и уменьшения себестоимости, формирование концевой

Составитель А.Гузь

Техред А.Кравчук

Корректор А.Тяско

Редактор В.Петраш

Заказ 3428/11

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 13280 верхности и уменьшает кривизну прутков после гидропрессования.

Формула изобретения

Способ подготовки заготовок для холодного экструдирования преимущественно профилей из сталей со структурой закаленного мартенсита, включающий формирование концевой части заготовки с зоной переменной твердости, со стороны переднего конца до значения, соответствующего твердости основной части заготовки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества изделий за счет обеспечения плавного изменения

21 4 части заготовки осуществляют путем нагрева краевого участка концевой части до температуры критической точки

Ас„, выдержки и последующего охлаждения на воздухе, прн этом время выдержки определяют из уравнения время выдержки при нагреве, ч; длина зоны переменной твердости, м;. коэффициент температуропроводности, м /ч; коэффициент, зависящий от заданного градиента температур, зоны переменной твердости, выбираемый в диапазоне 1,2...4,8.