Способ обработки деталей из высокопрочных сталей

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к термической обработке деталей, на которые наносится защитное покрытие. Цель изобретения - повышение упругости и предотвращение водородного охрупчивания при нанесении покрытия. Способ включает аустенитизацию, изотермическую выдержку при температуре образования нижнего бейнита, дополнительную изотермическую выдержку при температуре на 40-110К выше температуры образования нижнего бейнита, охлаждение и нанесение покрытия. Изобретение позволяет повысить упругие свойства и исключить поломки деталей при заневоливании. 1 табл.

ссюз советских сОциАлистичесних РЕСПУ!ЬЛИН

1 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТиям

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4611658/27-02 (22) 10.08.88 (46) 15,08.90. Бюл. !Р 30 (72) В.И.Чертов (53) 621.785.79 (088.8) (56) Новиков И.И. Теория термической обработки металлов. M.: Металлургия, 1986, с.297 °

Авторское свидетельство СССР !

1 259100, кл. С 21 D 1/78, 1965, (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ И3

ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к термической обИзобретение относится к машиностроению, конкретно к термической обработке деталей из высокопрочных сталей, преимущественно пружинных, на которые наносится защитное металлическое покрытие.

Цель изобретения - повышение упругости и предотвращение водородного охрупчивания при нанесении покрытия.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Обработке подвергали образцы из сталей: 65Г, 60С2А, 65С2ВА, имеющих температуру образования нижнего бейнита 310 (583K), 290 (563K) и 290 С (563К) соответственно.

Пример 1. Партия разрывных образцов тип Ш с диаметром рабочей части 3 мм из стали 60 С2А термически обработана по режиму: нагрев до

1133+10K (360+!0 С), выдержка 10 мин, „„SU„, 1585351 А1 (5t)5 С 2! D 9/02

2 работке деталей, на которые наносится защитное покрытие. Цель изобретения - повышение упругости и предотвращение водородного охрупчивания при нанесении покрытия. Способ включает аустенитизацию, изотермическую выдeðæêó при температуре образования нижнего бейнита, дополнительную изотермическую выдержку при температуре на 40-110К выше температуры образования нижнего бейнита, охлаждение и нанесение покрытия. Изобретение позволяет повысить упругие свойства и исключить поломки деталей при заневоливании.

1 табл, перенос в расплавленную селитру с температурой 563К (290 C), выдержка

1 ч, перенос в расплавленную селитру с температурой 643К (370 С), выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе. После шлифовки на образцы из цианистого электролита нанесено цинковое покрытие толщиной 9-12 мкм, Испытания образцов на растяжение дали следующие результаты: предел прочности 1840-!+10 ИПа; предел текучести 1700+20 ИПа; относительное сужение после термообработки 52+33, после покрытия 48+23, при ",âåðäîñòè 51 HRC.

П р и и е р 2. Ряд партий пружинных шайб Ф 2-24 мм (толщина 0,5-6 мм) из стали 65Г термически обработан по режиму: нагрев до 1083+10K (810+10 С), выдержка 8-10 мин, перенос в расплав щелочи с температурой 583К (310 С), выдержка !5 мин, перенос в расплав

3 158535 щелочи с температурой 643К (370 С), выдержка 1 ч, охлаждение на воздухе.

Затем следовало нанесение цинкового покрытия толщиной 6-9 мкм из цианис5 того электролита и прогрев при 473К (200 С) в течение 6 ч.

Шайбы выдержали все испытания после термической обработки (испытание контрольных шайб на вязкость пуо, тем отгиба концов на 45 „ испытание

;пружинящих свойств путем трехкратного сжатия до плоского состояния) и после цинкования (испытание на вяз.кость и пружинящие свойства путем сжатия разведенных концов до плоско го состояния - заневоливания - на

24 ч) .

Пример 3. Партия пружинных шайб из стали 65Г диаметром 8 мм (толщина 2 мм) термически обработана ,по технологии, приведенной в примере 2. После цинкования слой цинка был снят без промежуточного прогрева и проведено повторное цинкование по тому же режиму на 6-9 мкм без обезводороживающего прогрева.

Поломки при заневоливании на 36 ч отсутствовали, что указывает на малую склонность стали, обработанной по предлагаемому способу, к водородному охрупчиванию.

Пример 4, Партия разрывных образцов тип Ш из стали 65С2ВА термически обработана с проведением аустенитизации при 1133+10K (860+10 С), закалкой в масле, отпуском при 693К (420 С), с двухчасовой выдержкой и охлаждением в масле.

На шлифованные образцы из стан- 40 дартного цианистого электролита наносилось кадмиевое покрытие толщиной

9-12 мкм с последующим обезводороживающим прогревом при 473К (200 С) в течение 2 ч.

После испытания образцов получены следующие результаты: предел прочности 1810 Mila, предел текучести.

1540 МПа отношение 6, ; 6 = 0,85, относительное сужение после термообработки 34ь, после покрытия и прогрева 64, твердость 50 HRC, Другая партия таких же образцов из стали 65С2ВА той же плавки терми55 чески обработана путем аустенитизации при 1133+10К (860+10 С) и изотермической закалки на нижний байнит: быстрый перенос в расплавленную се1 4 литру с температурой 563К (290"С), выдержка при этой температуре 1 ч, охлаждение на воздухе. После шлифовки на образцы наносилось такое же покрытие, как и на образцы, закаленные в масле и отпущенные.

Температура второй ступени Т> выбрана в интервале на 40-110К выше температуры первой ступени Т . Назнаi чение температуры Т несколько выше температуры T (на 20-30К) полностью не устраняет склонности к растрескиванию под напряжением в процессе наводороживания (нанесения покрытия), так как остаточные напряжения снижаются в недостаточной степени. Назначение температуры Т выше температуры Т, на 120-130К вызывает недопустимое снижение прочности и упругости.

Время выдержки при температуре второй ступени определяется из условия максимального прироста упругости и пластичности. Для стали 65С2ВА после изотермической закалки на нижний бейнит (согласно известному способу при температуре Т, = 563K (290 С) предел текучести равен 1370 МПа, при относительном сужении 404. После полуторачасовой выдержки при Т = Т„ +

+ 50K (340ОС) предел текучести повысился до 1570 МПа, при относительном сужении 453. После полуторачасовой выдержки при T = Т„+ 100К (390 С) предел текучести снижается до 1520 МПа, т.е, в этом случае достаточна часовая выдержка.

Критерием пригодности режима термической обработки пружинных шайб из стали 65Г является полное отсутствие осадки (остаточной деформации) при нагружении и поломок при заневоливании после нанесения покрытия. Результаты обработки пружинных шайб приве-, дены в таблице, также в таблице указаны результаты после обработки по известному способу (аустенитизация, о изотермическая выдержка при 290 С, (563K), выдержка 1 ч, охлаждение на воздухе и нанесение покрытия) .

Как видно из приведенных данных, после обработки по предлагаемому способу детали не склонны к водородному охрупчиванию (отсутствуют поломки при заневоливании пружин) и не имеют остаточной деформации.

Сталь со структурой, полученной после термической обработки по пред-, лагаемому способу, имеет механические

1585351 формула изобретения

ПриОсобенности режима термообработки результаты испытании

Параметры режима

Диаметр шайб, мм мер

2 ступень

Поломки

Наличие

1 ступень

Твердость

НКСэ при эаневоливаостаточной деформации

Температура

Выдержка, мин нии посл.

Т,, К/С

Т1У к/ С цинкования - > (склонность к водородному охрупчиванив) 1 2

Есть

Есть4

593/320

Согласно прототипу

Опытный ь

Предлагаемый

Предлагаемый

Опытный ь

Предлагаемый

Предлагаемый

623/350

663/390

643/370

703/430

623/350

693/420

593/320

593/320

583/310

583/310

583/310

583/310

Нет

2 2

3 2

4 8

5 8

6 8

7 8

Нет

43-44

40-41з Естьз

46-47 Нет

42-43 н

1 Цинкование в цианистом электролите, слой 6-9 мкм.

2 Толщина шайб 0,5 мм.

3 На мелких шайбах, согласно стандарту, твердость не проверяется.

4 Отдельные партии шайб в серийном производстве.

5 4В всех шайб.

6 Параметры опытного режима выходят за пределы гредлагаемого режима.

7 Толщина шайб 2 мм.

8 Твердость шайб ограничена, согласно стандарту, 4!...51 HPC э.

9 Отдельные шайбы в партии.

Составитель В.Русаненко

РедактоР М.НедолУженко ТехРед д.Сердюкова Корректор В.Гирняк

Заказ 2305 Тираж 506 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101 с .ойства, характерные для высокопрочного состояния, но с повышенной упругостью, пластичностью, пониженным уровнем остаточных напряжений и очень малой склонностью к водородному ох5 рупчиванию.

1О

Способ обработки деталей из высокопрочных сталей,. преимущественно пружинных, включающий аустенитизацию, изотермическую выдержку при температуре образования нижнего бейнита до 15 завершения превращения, охлаждение на воздухе до нормальной температуры и электрохимическое нанесение металлического покрытия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения упругости и предотвращения водородного охрупчивания при нанесении покрытия, после изотермической выдержки перед охлаждением на воздухе осуществляют дополнительную изотермическую выдержку в горячей среде при температуре на 40-110К выше температуры образования нижнего бейнита до завершения выделения упрочняющей фазы.