Способ отжига чугунных отливок Советский патент 1990 года по МПК C21D5/00 

Изобретение относится к термообработке чугунныхсдеталей, к которым предъявляются повышенные требования по размерам и форме.

Цель изобретения - снижение остаточных напряжений при минимальном падении твердости и повышение производительности труда.

В предлагаемом способе отливки нагревают со скоростью 300-400 С/ч до 650-700°С, выдерживают соответственно 60-5 мин.

Экспериментально установлено, что при субкритических температурах, т.е„ близких к началу V -,у -превращения, остаточные напряжения снимаются за очень короткое время выдержки, а заметное снижение механических свойств начинается при более больших временах выдержки. Небольшое повышение температуры отжига влияет на степень сни- жения остаточных напряжений значитель- но эффективнее,чем увеличение продолжительности выдержки при данной температуре .

Экспериментами установлено,что при нагребе отливок до , времени выдержки 5 мин и последующем охлаждении в печи остаточные напряжения снимаются полностью. Таким образом, в нагреве выше 700°С нет необходимости. При таком режиме наблюдается значительное падение твердости. При исходной твердости 210-260 НВ для различных марок чугуна возможно падение твердости до 35 НВ. Поэтому указанный режим отжига с гарантированным сохранением требуе- мой твердости можно применять для отливок, твердость которых перед отжигом выше требуемой на 35 НВ и более. - Для большинства видов отливок твердость не регламентируется.

Под минимально допустимой твердостью понимается нижний предел твердости, который регламентируется для некоторых видов отливок. Например,для

сл

ел

&3

Сл

оэ

СО

корпусных деталей станков, имеющих направляющие, работающие на износ, нижний предел твердости, в зависимости от массы отливок и толщины направляющих, установлен 170-180 НВ.

При температуре отжига 650 °С и времени выдержки 1 ч происходит снижение твердости, не превышающее 15НВ. Такое же снижение твердости наблюдает- ся при температуре отжига 680°С и времени выдержки 20 мин. Остаточные напряжения при последних двух режимах сохраняются менее 5% от первоначального уровня. Следовательно, нагрев до j 650-680°С с выдержкой соответственно 60-20 мин можно применять для отливок, твердость которых перед отжигом выше требуемой на 15 НВ и более.

При более низких температурах отжига сохраняются значительные (более 10%) остаточные напряжения. Эксперименты также показывают, что при охлаждении на воздухе вне печи с 450еС

2

c

0

Пример. Чугунные отливки для столов фрезерного станка массой 600 кг, размерами 1500x450x150 мм загружали в- газовую печь в количестве 18 шт. Температуру отливок контролировали с помощью хромель-алюмелевых термопар. Путем регулирования подачи газа детали в течение 2 ч нагрели до 680°С и выдержата при этой температуре 20 мин. После чего, выключив подогрев, детали охлаждали в печи до 450°С, дальнейшее охлаждение проводили на поду вне печи. Время термообработки составило 6 ч. Твердость отливок до отжига находилась в пределах , 195-210 НВ, после отжига - п пределах 185-198 НВо

Техникй-экономическое преимущество предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается в следующем: уменьшается время отжига (примерно в 4 раза), т.е. повышается производительность печи, уменьшаются энергети

Изобретение относится к области термообработки чугунных деталей, к которым предъявляются повышенные требования по размерам и форме. Цель изобретения - снижение остаточных напряжений при минимальном падении твердости и повышение производительности процесса. Отливки нагревают в печи со скоростью 300 - 400°С/ч до 650 - 700°С и выдерживают в течение 60 - 5 мин соответственно, охлаждают в печи с выключенным подогревом до 450°С, а дальнейшее охлаждение ведут на воздухе. В результате сохранившиеся остаточные напряжения составляют 0 - 8,5%, а время обработки 6 ч. 2 табл.

новые остаточные напряжения не форми- 25 ческие затраты, увеличивается произ

руются, но температурные напряжения, возникающие при этом, способствуют упрочнению металлической матрицы чугуна и уменьшению последующего коробления от воздействия внешних напряжений.

Скорость нагрева в 300-400°С/ч необходима для повышения производительности печи и является наиболее оптимальной при осуществлении предлагаемого способа, она легко осуществляет- ся в газовых печах. Скорости нагрева выше нежелательны, так как большие температурные перепады, возникающие при таком нагреве отливках, имеющих стенки разной тол щины, остаются значительными к концу нагрева (к началу охлаждения), что обуславливает неполное (неравномерное по всему объему отливки) снятие остаточных напряжений.

Результаты экспериментов сведены в jra6.Ji.m 1 и 2.

в массивных

0

5

0

5

водительность труда при шлифовании, повышается качество (точность размеров) детали, исключается операция шабрения и отпадает необходимость в предварительной механической обработке до отжига, что обеспечивает непрерывность цикла механической обработки и сокращаются межцеховые перевозки.

Фо.рмул.а изобретения

Способ отжига чугунных отливок, включающий нагрев, выдержку, охлаждение с печью, затем на воздухе, от- л и ч -а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения остаточных напряжений при минимальном падении твердости и повышения производительности процесса, нагрев ведут со скоростью 300- 400°С D 1 ч до 650-700ЙС, выдержку осуществляют в течение 60-5 мин соответственно, а охлаждение с печью проводят до .

515535636

Таблица

Влияние температуры отжига и времени выдержки при этой температуре на величину остаточных напряжений и на твердость образцов из чугуна СЧ 25 (скорость нагрева в печи 400°С/ч, охлаждение в печи до 450°С, дальнейшее охлаждение на воздухе)

Примечание. Скорость нагрева ЗООсС/ч.

Таблица 2