Способ термической обработки серых чугунов Советский патент 1989 года по МПК C21D5/00 C21D1/09 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при термической обработке изделий, изготавливаемых из серого чугуна.

Цель изобретения - повьш1ение износостойкости чугунных изделий.

Согласно предлагаемому способу повышение износостойкости чугунных изделий достигается путем оптимального режима предварительной термической обработки и последующей лазерной закалки с оплавлением поверхности. Па интенсивиость износа серого чугуна кроме структуры металлической основы большое влияние оказывает наличие графита,

В результате проведенных исследований определяют режим предварительной термической обработки перед лазерной закалкой с оплавлением поверхности, который включает объемную закалку и отпуск в узком интервале температур ( 20° С).

На чертеже рриведен график зависимости степени износа от предварительной термообработки и последукщей лазерной закалки. Из графика видно, что отпуск в интервале температур 300-500 С позволяет повысить износостойкость материала (пунктирная ли - кия) в 2-4 раза по сравнению с исходным состоянием, т.е. без предварительной обработки. В то же время применение отпуска в интервале 380-420°С позволяет повысить износостойкость еще в 2-3 раза (сплошная линия).

Предварительная объемная закалка обеспечивает более равномерное распределение структурных составляющих и твердости по глубине закаленного лазерным облучением слоя по сравнению с исходным неупрочненным состоянием. Кроме того, в исходно необработанном сером чугуне при лазерной закалке возможно одновременное формирование наряду с продукта ш мартенситного превращения продуктов перлитного с осуществлением ферритообразоват1Я. Феррит- ная составляющая структуры исходного чугуна стимулирует процесс феррито(Л

ел

00 00

ю

образования при последующем лазерном нагреве.

Однако при этом определяющую роль при изнашивании приобретает промежуточный после объемной закалки отпуск При температуре отпуска менее 380 С происходит интенсивный износ упрочненного лазером чугуна путем шелушения слоя в результате высокой xpyn-i кости металлической основы в связи с отсутствием условий релаксации и перераспределения энергии жесткой подложкой закаленного состояния, а при температуре отпуска выше 400- 420 с значительному изнашиванию способствует разупрочнение основы, приближая состояние И свойства материала к исходному неупронненному,

При термообработке серых чугунов температура лазерного нагрева приобретает важное значение. Нагрев на тек пературу аустенизации при интенсивном нагреве источником концеитрирова- ной тепловой энергии (лазерным лучом) оказывается недостаточным при исходном неоднородном строении металлической марицы серых чугунов при наличии структурно обособленной ферритно составляющей в связи с необходимостью протекания диффузионных процессов перераспред леиия элементов и сдвига в область высоких температур. Наиболее оптимальным режимом является нагрев до температур легкого оплавления поверхности Глубокое проплавление в связи с неуправляемостью ведет к чрезмерному крат рообразованию, испарению металла и трещинообразованию,

Пpедлaгae fcIй способ осуществляют следующим образом.

Изделия из чугуна типа С420 закаливают от температур, нагрева 900- 1000°С в масле или воде. После закал

ки осуществляют отпуск при 380-420°С в течение 1-1,5 ч и подвергают нагреву лазерным лучом до легкого оплавления поверхности. Охлаждение осуществляют теплоотводом в массу изделия.

Пример, Проводят термическую обработку образцов из чугуна С420 для испытания на машине трения МИ-1 по схем.е кольцо - кольцо с проскальзыванием. Контртелом служат кольца из ст, Р6М5, обработанные на твердость HRS 65, Износ определяют взвешиванием на аналитических весах. Про водят испытание на сухое трение при нагружении 600 И в течение 60 мин.

Режим термической обработки и результаты испытаний приведены в таблице.

Режим термической обработки

Износ, мг

Известный

Исходное состояние «

лазерная закалка0,0930

Предлагае« 1й

Закалка - +

лазерная закалка0,0083

Как следует из данных таблицы, об- работка по предлагаемому способу по сравнению с известным позволяет значительно повысить износостойкость.

Формула изобретения

Способ термической обработки серы; чугунов, включающий лазерную закалку с оплавлением поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости изделий, предварительно проводят объемную закалку и отпуск при 380-420 С,

Of

I

0.02

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при термической обработке изделий, изготавливаемых из серого чугуна. Цель изобретения - повышение износостойкости изделий. Способ включает последовательно выполняемые объемную закалку, отпуск при 380-420°С и лазерную закалку с оплавлением поверхности. 1 ил.

200

300WO 500 SOU

Tenneoamupa npedSapt/- тельного отпуска, °c