Способ термической обработки крупногабаритных стальных плит Советский патент 1986 года по МПК C21D9/06 

.-

,-

Изобретение относитс я к термической обработке стали и может быть использовано в машиностроении при обработке крупногабаритных плит и других деталей из конструкционных сталей, к которым предъявляют жесткие требования по точности размеров и форме после их закалки.

Цель изобретения - улучшение качества термообработки путем уменьше кия коробления плит.

Сущность способа заключается в том, что плиты до нагрева под закалку попарно разворачивают навстречу друг другу одинаковыми поверхностями охлаждения, между плитами помещают втулки и болтами из жаропрочной стгиш через сквозные отверстия плит и промежуточные втулки жестко их фиксируют и в таком виде нагревают в печи, .. затем закаливают в закалочной среде.

Благодаря такому жесткому скреплению двух плит при закалке в процессе фазовых превращений аустенита в мар тенсит плиты взаимно выпрямляют друг друга, так как усилие изгиба .первой плиты направлено против усилия изгиба второй аналогичной плиты

Пример..

1,Крупногабаритные плиты, изготовленные из стали 12ХНЗА (начало мартенситного превращения ), подвергались цементации и закалке, на твердость НКСэ 59-63, слой цементации готовых плит h OjS-l,2 мм

2.Плиты обрабатывались по трем вариантам.

2.1.Первый вариант - без применения закалочного пресса или терми- ческого устройства по предлагаемому способу, с проведением холодной правки (рихтовки) на гидравлическом прессе до закалки и после закалки.

2.2.Второй вариант - с примене- нием закалочного пресса типа 5772

без проведения правки после закалки (до закалки правка проводилась на гидравлическом после операции высокого отпуска нормалиэованньпс после цементации плит).

2.3. Третий вариант - с применением термического устройства по предлагаемому способу без использования закалочного пресса и проведения операций правки после высокого отпуска нормализованных после цементации плит и после закалки.

fO

15

- 25

5

20

.

а35.

40 вс45

50

3.Конструктивные данные: каждая плита имела 9 сквозных отверстий

р внутр, 22+0,52 (через эти отверстия проводилась сборка двух плит по предлагаемому способу); 67 отверстий глухих

12Н7, Е (с одной стороны плит); 116 сквозных резьбовых отверстий.

4.Обработка плит по первому варианту состояла из следующих операций.

4.1.Нормализация заготовок (температура нагрева и выдержки 910i10rC, вьщержка 3-5 ч).

4.2.Черновая механическая обработка.

4.3.Цементация (температура 930t10°C, выдержка 20-21 ч).

4.4.Нормализация (температура 890i10 C, вьщержка 3-4 ч).

4.5.Высокий отпуск (температура 660-700 С, выдержка 4-6 ч).

4.6.Правка (рихтовка) на гидравлическом прессе П6330 или СВ J 500 до получения неплоскостности плит

не более 0,75 мм.

4.7.Контроль ОТК - контролировалась твердость НВ 160-240 и неплоскостность плит.

4.8.Получистовая механическая обработка.

4.9.Закалка в масле (температура масла 30-70 С).

4.10.Правка (рихтовка) на гидравлическом прессе.

4.11.Контроль ОТК - проверялась неплоскостность плит после закалки и правки. Допускалась неплоскост- ность плит до 0,75 мм. Контролировалось отсутствие надрьшов и трещин на поверхности плит.

4.12.Обезжиривание (мойка) в моечной машине (в 3%-ном растворе лабомида, температура 85i10 c, выдержка 10-20 мин).

4.13.Низкотемпературный отпуск (первое старение), (температура 160-175 С выдержка 16-20 ч).

4.14.Контроль ОТК - проверялась неплоскостность плит (допускалась - не более 0,75 мм) и твердость HRCa 59-63.

4.15. Чистовая механическая обработка.

4.16. Низкотемпературный отпуск (второе старение), температура 160- 175 С, выдержка 4-6 ч.

4.17. Контроль ОТК - проверялась неплоскостность плит (допускалась не более 0,25 мм), контролировалось отсутствие трещин и надрывов, твердость НКСэ 59-63.

4.18.Отделочная механическая обработка.

4.19.Контроль DTK - проверялось отсутствие шлифовочных трещин, а также неплоскостность плит и другие размеры по чертежу.

5.Обработка плит по второму варианту (см. п. 2.2): выполнялись все операции первого варианта за исключением операции 4.6.

6.По третьему варианту (см.

п. 2.3) обработка проводилась аналогично первому варианту за исключением операций 4.6 и 4.10.

7.Результаты обработки,

7.1.По первому варианту во всех случаях плиты искривлялись (образовывался горб) в направлении плоскостей с меньшим теплоотводом (плоскостей буз глухих отверстий), это потребовало применения холодной правки на гидравлическом прессе с приложением усилия 60-120 т для создания обратного прогиба плит, что приводило к образованию надрывов и трещин на их поверхности. Брак по этим дефектам составлял 30-40%. В связи с невозможностью полностью выправить на гидравлическом прессе искривление плит, обработанных по первому варианту, неплоскостность последних допускалась до 0,75 мм. Это потребовало увеличения припуска на механическую обработку 1-1,25 мм на сторону, что привело к дополнительному расходу металла на стружкообра зрвание.

7.2.При обработке по второму варианту после закалки в закалочном прессе неплоскостность плит

не превышала 0,2-0,25 мм, последующая правка не потребовалась. Однако после свободного низкотемпературного отпуска (первого и второго старения) неплоскостность плит была увеличена до 1,1-1,2 мм. Учитывая это, потребовалось также увеличение припуска на механическую обработку до 0,9-1,1 мм на сторону, что привело и в этом случае к дополнительному расходу металла на стружкооб- разование.

7.3.При термической обработке по третьему варианту с применением термического устройства по предлагаемому способу (без использования

закалочного пресса) и до закалки и после закалки правка плит на прессе не потребовалась. Величина неплоскостности плит не превышала 0,2-- 0,4 мм. После первого и второго старения с использованием термического устройства по предлагаемому способу деформация плит бьша незначительной и не превышала 0,2 мм.

Предлагаемый способ термообработки может использоваться для бездеформационной закалки крупногабарит ных плит 1000x800x60, 800x630x45 и других деталей из цементуемых и

упрочняемых закалкой сталей (например, 12ХНЗА, 20ХНЗА и др.) универсально-сборной переналаживаемой оснастки (УСПО), гибких производственных систем (ГПС) Жальгирис

и других изделий, которые имеют следующую конструктивную особенность; поверхности охлаждения верхней плос-.. кости плит больше нижней благодаря различному расположению отверстий.Указанный способ может также использоваться во всех тех случаях, когда при закалке без использования закалочного пресса детали деформируются в одном направлении.

Предлагаемый способ термической обработки плит по сравнению с известными позволяет проводить бездеформационную закалку без применения сложных и дорогостоящих закалочных прессов; экономить электроэнергию и материалы, необходимые для работы закалочных прессов; не сооружать сложные подземные сооружения для подачи и откачки масла из закалочных

прессов; не устанавливать агрегаты и арматуру для подачи сжатого воздуха и масла к закалочным прессам; не использовать площади термического цеха, необходимые для установки закалочных прессов; повысить точность по размерам и форме плит и других деталей после термообработки, так как при низкотемпературном отпуске и старении распад остаточного аустенита проходит в условиях жесткого скрепления соответствующими плоскостями плит, что исключает их коробление, благодаря чему можно уменьшить припуск на механическую обработку

после этих операций термообработки и тем самым уменьшить расход металла на стружкообразование; уменьшить глубину цементованного слоя заготовок плит и продолжительность цементации.

512800326

так как уменьшается припуск на меха-улучшения качества термообработки,

ническую их обработку.перед фиксацией плиты располагают

попарно навстречу друг другу одинаФормула изобретенияновыми поверхностями охлаждения,

5размещают между ними втулки и фикси1, Способ термической обработкируют плиты между собой болтами из

крупногабаритных стальных плит, пре-жаропрочной стали, пропущенными через

имущественно имеющих разные поверх-сквозные отверстия, а после закалки

ности охлаждения и сквозные отверс-проводят отпуск.

тия, включающий фиксацию, нагрев, Ю 2. Способ по п. 1, отличаювыдержку и закалку в среде, бтли-щийся тем, что отпуск проводят

чающийся тем, что, с цельюпри 170-190®С в течение 10-50 ч.

Изобретение относится к области термической обработки стали и мо- жут быть использовано в машиностроении при обработке крупногабаритных плит и других деталей из конструкционных сталей, к которым предъявляют жесткие требования по точности размеров и форме после их закалки. Цель изобретения - улучшение качества термообработки путем уменьшения коробления плит. Сущность изобретения заключается в том, что плиты под закалку разворачивают навстречу одна другой одинаковыми поверхностями охлаждения, между плитами помещают втулки и болтами из жаропрочной стали через сквозные отверстия плит и промежуточные втулки жестко их фиксируют, в таком виде нагревают в печи и затем закаливают в закалочной среде. Благодаря этому при фазных превращениях плиты взаимно выпрямляют одна другую. После выгрузки из закалочной среды плиты остаются при проведении низкотемпературного отпуска в фиксированном положении, аналогичном при закалке. Это приводит к отпуску без деформации. 1 з.п. ф-лы. i (Л 1с 00 СдЭ to