Способ термической обработки центров локомотивных колес Советский патент 1989 года по МПК C21D9/34 

1

Изобретение относится к термической обработке изделий из черных металлов .

Цель изобретения - сокращение длительности процесса с сохранением обрабатываемости резанием.

Пример. Предлагаемый способ опробован в условиях цеха опытных установок отдела металловедения и термической обработки стали института черной металлургии. Использовались заготовки центров, изготовленные в колесопрокатном цехе металлургического завода из стали с содержанием углерода 0,54%, марганца 0,74%.

Заготовки центров нагревали до 850°С в электропечи и выдерживали 0,75 ч. Первую группу заготовок (ва-. риант 1) охлаждали потоком воздуха и, кроме того, на внутреннюю поверхность ступицы подавали дополнитель(Л

с

ный поток сжатого воздуха с расходом до 0,1 мэ/с (при нормальных услови- . ях). Температура внутренней поверх - ности ступицы поддерживалась на 20- ниже температуры диска. Охлаждение до достижения ступицей средней температуры 50Р°С длилось 10 мин.

Вторую группу заготовок охлаждали с подачей на внутреннюю поверхность ступицы водовоздушной смеси с расходом воздуха 0,04 (при нормаль- ных условиях) и воды 0,8 дм3/с. При этом часть заготовок (вариант 2) охлаждали за четыре ступени: на каждой ступени производилась подача водовоздушной смеси в течение 20 с со снижением температуры на 170-180°С и делался перерыв в охлаждении на 35 с. За 4 мин внутренняя поверхность ступицы достигла температуры 300eC, a на глубине 30 мм от поверхности

4ъ

1

01

ее

Јъ

14)

550°С. Другая часть заготовок из второй группы охлаждалась с постоянной подачей водовоздушной смеси в тече- N ние 80 с (вариант 3). В конце охлаж- дения температура внутренней поверхности ступицы достигала 120 С, а на глубине 30 мм от поверхности 710°С.

Все заготовки подвергались отпуску при 500°С в течение 2,5 ч.

Значения остаточных напряжений, определенных экспериментально методом тензометрирования, и твердость материала на внутренней поверхности ступицы после термической обработки по трем вариантам представлены в табл. 1.

Параметры обработки по различным вариантам, включающим оптимальные, граничные и выходящие за предлагаемые интервалы значения, приведены в табл. 2.

Значение остаточных напряжений, определенных экспериментально, и твердость материала на внутренней поверхности ступицы после термической обработки центров и длительность процесса охлаждения до температуры отпуска представлены в табл. 3-,

Анализ результатов показывает, что применение предлагаемого способа с параметрами в предлагаемых интервалах обеспечивает достижение положительного эффекта - сокращение в 2,5-3 раза длительности процесса охлаждения центра до температуры отпуска при его термической обработке. При выходе параметров из предлагаемых интервалов положительный эффект или не достигается, или величина его значительно снижается.

При сокращении длительности перерывов между подачами водовоздушной смеси до 25 с (вариант 6) не достигается полного отогрева внутренней поверхности ступицы и поэтому снижается доля карбидов зернистой формы с повышением твердости до 277 НВ. При увеличении длительности перерывов до 45 с (вариант 7) длительность

охлаждения центра до температуры отпуска (500°С) увеличивается на 65% по сравнению с оптимальным режимом предлагаемого способа. При уменьшении величины снижения температуры внутренней поверхности ступицы до 130 С (вариант 8) и соответственном уменьшении общей длительности обработки на ступени до 42 с увеличивается число необходимых ступеней и длительность охлаждения увеличиваетс на 50% по сравнению с оптимальным режимом. При увеличении указанной величины до 220 С (вариант 9) твердость стали на внутренней стороне ступицы достигает 285 НВ со значительным снижением ее обрабатываемости.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает сокращение длительности процесса термической обработки центров локомотивных колес, что позволяет использовать в промышленных условиях поточную технологию.

Формула изобретения

Способ термической обработки центров локомотивных колес по авт. св. № 1379324,, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса с сохранением обрабатываемости резанием, охлаждение внутренней поверхности ступицы осуществляют ступенчато, причем на каждой ступени его ведут на 150-200°С, после чего прерывают на 30-40 с при общей длительности обработки на каждой ступени 45--60 с.

Т а б л и ц а 1

Таблица2

Изобретение относится к области термической обработки изделий из черных металлов. Цель - сокращение длительности процесса с сохранением обрабатываемости резанием. После нагрева локомотивного колеса до температуры аустенизации его охлаждают как со стороны диска, так и с внутренней поверхности ступицы. При этом охлаждение внутренней поверхности ступицы проводят ступенчато. На каждой ступени, длящейся 45...60 с, осуществляют охлаждение на 150...200°С. Перерыв в охлаждении 30...40 с. 3 табл.

. ТаблицаЗ