Способ изготовления изделий из сталей и сплавов Советский патент 1989 года по МПК C21D1/78 

Изобретение относится к термической обработке металлов, в частности к способам Комбинированной термообработки, придающей изделиям особые технологические и эксплуатационные свойства, и может использоваться машиностроительными предприятиями дпя изготовления деталей с повьппенной стойкостью к износу, коррозии и другим- видам контактных воздействий.

Цель изобретения - повышение каче- чества изделий и снижение энергоемкости процесса.

Изобретение включает формирование заготовки, в частности, ковкой или литьем, непосредственно вслед за ним механическую обработку в режиме отжиг (н б рмализации, томления) и окончательную механическую обработку с ис3150

пользованием рабочих поверхностер изделия в качестве технологических баз.

Изобретение осуществляют следующим образом.

На кованной или литой заготовке механической обработкой формируют рабочие поверхности изготавливаемого изделия (отверстия, кромки и т.п. с припусками, если они необходимы). За- тем ведут химико-термическую обработку (например, хромосилицирование в режиме отжига изделия, нормализации, томления ковкого чу1 уна и т.п.) в порошковых смесях или обмазках, или в газовой среде при нагреве в кипящем слое теплоносителя, или с термоцикли- рованием. Последующую окончательную механическую обработку изделия ведут с использованием упрочненных рабочих поверхностей изделий в качестве технологических баз (например, с базированием по осевому отверстию ступицы или шестерни на цанговой оправке, или по рабочим кромкам кулачка).

Пример 1. Поковка ступицы режущего аппарата из стали 35 непосредственно после ковки подвергается сверловке и протяжке на окончательный диаметр осевого отверстия с при- пуском в пределах 0,1-0,15 мм. При загрузке поковок на поддоны в печь нормализационного отжига заготовки с отверстиями были засыпаны поропжовой смесью, включающей 50% свекей смеси, содержащей, мас.%: ферросиликохром ФСХ-48 40; оксид железа 20; хлорокис меди 2; кварцевый песок 37, предварительно смешанный с 50 мас.% отра- ботанной смеси. После отжига в про- ходной печи по режиму: нагрев спдки 2 ч, выдержка при 960° С 4 ч, поде ту- живание до 600°С 2 ч, охлаждение на воздухе, на поверхности осевого отверстия образуется диффузионный слой толщиной 0,3-0,5 мм с пористостью центральной части слоя 5-15% и содержанием кремния около 10% и хрома около 3%.

После дробеструйной очистки производили дернование осевого отверстия в окончательный размер. Затем осуществляли механическую обработку всех остальных отверстий поверхностей ступицы с базированием по отверстию на цанговой оправке.

При химико-термической обработке ступиц после отжига и основньпс one-4

раций механической обработки наблюдались значительные поводки фланцевой части деталей, толщина диффузионного слоя в отверстии была на 20-30% меньше, а переходная зйна хромосилициро- ванного слоя имела резко выраженный характер.

При полевых испытаниях режущих аппаратов с наработкой машин 200 - 260 га за сезон износ опытных деталей находился в пределах 0,01 - 0,03 мм, тогда как изнор вкладышей в серийных ступицах составил 0,07 - О,2 мм.

Пример 2. Производили обработку ступиц, указанных в примере 1, в осевые отверстия которых перед отжигом наносили обмазку, содержащую, мас.%: ферросиликохром ФСХ 33-70; хлорокись меди 5, окалина железная 10, окись алюминия 15. В качестве связующего использовали консистентную смазку ПВК. В результате отжига по режиму, указанному в примере 1, в осевьгх отверстиях образовался диффузионный слой толщиной 0,2-0,3 мм. После окончательной механической обработки, описаш ой в примере 1, ступицы собирали в режущие аппараты. При эксплуатационных испытаниях износостойкость упрочненных ступиц оказалась в 2,5-3 раза выше серийных вкладыией без увеличения износа работающих с ними в паре валов.

Пример 3. Производили обработку ступиц с последовательностью операции, приведенной в примере 2. Обработку опытной садкн в проходной печи производили по режиму термоцик- лирования с циклами продолжительностью по 2 ч, выдержкой на максимальной температуре 980 С в течение 0,5 ч и последующим охлаждением до . Толщина диффузионного слоя возросла до 0,4-0,6 мм, граница слоя и переходная зон., полностью утратили резкие очертания, пористость в слое уменьшилась до 5-7%.

Пример 4. Производили обработку чугунных кулачков свеклопогрузчика, после извлечения отливок из земляных форм их кромки подвергали абразивной обработке, после чего кулачки при укладке в муфель засыпали порошковой смесью содержащей, Mac .Z: наплавочный порошок ПГ-С1 или ферросиликохром ФСХ-20 60; хлорокись меди или хлористый аммоний 2; окалина же-

лезная 10; окись алюминия 23, и подвергали графитизирующему отжигу в газовой нечи в течение 48 ч.

После охлаждения и распаковки на рабочих кромках кулачков обнаружен диффузионный слой толпшной до 0,06 м с содержанием 30-40% хрома и до 10%

кремния микротвердостью 11-15 ГПа. Токарную обработку ступицы кулачка производили с базированием по рабочи кромкам.

Износостойкость образцов, вырезанных из упрочненных кулачков, определявшаяся по методике НПО ВИСХОМ

I

оказалась в 50-70 раз вьппе, чем у серийно-обработанных.

Пример 5. Производили обработку клиньев трикотажных машин, изготавливаемых методом точного литья по выплавляемым моделям из стали 20Х

По существующей технологии отливки отжигали, затем производили механическую обработку рабочих кромок, выполнение крепежных отверстий и пазов, цементацию и закалку с отпуском.

Указанные клинья после очистки от остатков оболочковых форм обраба- тьшали в размер по рабочей кромке клина, после чего подвергали отжигу в специальной оправке в печи с кипящим слоем. Одновременно ,с отжигом осуществляли нитроцементацию клиньев после чего непосредственно с температуры нитроцементации их подвергали изотермической закалке.

После дробеструйной очистки на нерабочих поверхностях клина выпол- няли отверстия и пазы с базированием по рабочей кромке. Износостойкость обработанных таким образом клиньев оказалась по результатам испытаний в

0

5

0

0

5

1,6-2,2 раза выпе, чем серийных без .. изменений величины износа работающих с ним в паре игл.

Формула изобретения

1 . Способ изготовления изделий из сталей и сплавов, включающий формирование заготовки, механическую обработку и химико-термическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий и снижения энергоемкости процесса, Проводят механическую обработку только рабочих поверхностей непосредственно за формированием заготовки, химико-термическую обработку осуществляют в режиме отжига, а после химико-термической обработки проводят окончательную механическую обработку с использованием рабочих поверхностей в качестве технологических баз.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что формирование заготовки осуществляют путем ковки или литья.

3.Способ по п. I, отличающийся тем, что отжиг осуществляют путем термоциклирования.

4.Способ по п. 1, отличающий с я тем, -что химико-термическую обработку ведут с засыпкой изделий ророшковой насьпдающей смесью.

5.Способ по п. 1, отличающийся тем, что химико-термическую обработку ведут с нанесением обмазок на механически обработанные рабочие поверхности.

6.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что химико-термическую обработку ведут с насьш1ением из газовой фазы преимущественно при нагреве в кипящем слое теплоносителя.

Изобретение относится к технологии машиностроения и предназначается для использования при изготовлении изделий из поковок и отливок со специальной обработкой их рабочих поверхностей. Цель изобретения - повышение качества изделий и снижение энергоемкости процесса. Поковки (отливки), подвергаемые отжигу (нормализации), предварительной и окончательной механической обработке и химико-термической обработке (ХТО), механически обрабатывают по рабочим поверхностям непосредственно вслед за ковкой или литьем, затем ведут ХТО в режиме отжига всего изделия, а окончательную механическую обработку осуществляют с использованием рабочих поверхностей изделия в качестве технологических баз. Возможны предварительная мехобработка как внутренних, так и наружных рабочих поверхностей изделий, проведение ХТО с термоциклированием и с применением в качестве исходных насыщающих сред порошковых смесей, обмазок и газовых фаз, в т.ч. с нагревом изделий в кипящем слое. 5 з.п. ф-лы.