Способ термической обработки чугунных валков Советский патент 1990 года по МПК C21D5/00 C21D9/38 

Изобретение относится к обработке металлов и может быть использовано в машиностроительной промышленности.

Цель изобретения - увеличение долговечности валка.

На чертеже показан режим термической обработки валка.

Способ осуществляют следующим образом.

Заготовка под валок отливается из ковкого чугуна. Условия кристаллизации и остывания отливки должны обеспечивать получение в литом состоянии отбеленной структуры. После выбивки и очистки опорные части заготовки валка подвергают первой графитизирующей выдержке при 950-1000 С при одновременном охлаждении поверхности рабочей части валка воздушным или водовоздушным потоком. Непосредственно по окончании выдержки весь валок помещают в печь с температурой на 30-50 С инже Ас, для проведения второй сфероидизирующей выдержки. После предварительной механической обработки следует нагрев и выдержка при нагреве так, чтобы температура осевой части валка была ниже точки А,, а поверхности 850-950 С, после чего производится закалка путем орошения и отпуск при 350-550 С. Далее следует окончательная механическая обработка.

ел

о о

СП

со

Было отлито 4 валка из ковкого чугуна в металлическую форму (кокиль).

Результаты эксперимента представлены в табло и 2, где показаны структуры и твердость металла в различных частях валков.

Первый и второй валки имели следующие размеры: длина валка 3500 мм, длина рабочей части 2900 мм, длина опорных частей по 300 мм каждая, диаметр опорных частей 200 мм, диаметр рабочей части 400 мм.

Третий и четвертьй валки имели размеры: длина валка 3000 мм, длина рабочей части валка 2600 мм, длина опорных частей 200 мм, диаметр рабочих частей 150 мм, диаметр рабочей части 250 мм.

Опорные части первого и третьего валков были подвергнуты первому гра- фитизирующему отжигу при 985 С в течение 5 ч при одновременном охлаждении рабочей части водовоздушным потоком.

Опорные части второго и четвертого валков были подвергнуты первому

р

графитизирующему отжигу при 950 С в течение 5 ч с охлаждением рабочей части воздушным потокоМо

По окончании выдержки первого гра- фитизиругощего отжига все валки были помещены для второго графитизирующе- го отжига в печь с температурой 670 С и выдержаны в ней в течение 10ч. После предварительной механической обработки валки были помещены в печь с температурой после достижения поверхностью валков температуры печи были выдержаны в течение 10 мин и закалены путем орошения. Далее следовал отпуск при 400 С в течение 20 мин

Пятый валок имел размеры: длина валка 3000 мм, длина рабочей части валка 2600 мм, длина опорных частей 200 мм, диаметр опорных частей 150 мм диаметр рабочей части 250 мм.

Режим термической обработки пятого валка по способу-прототипу: нагрев

960+5°С, выдержка

печь

10ч, охлаждение до

перенос в с температурой 675±5 С, выдержке

1, ЛЛОУГ СПП м комнатной температуры, подогрев до 350jr5 С, выдержка, нагрев до 870°С, выдержка после достижения поверхностью валка температуры печи 10 мин, закалка путем орошений, отпуск при 400t5°C в течение 20 мин.

Как видно из табл.1 и 2 твердость поверхности рабочей части валка обработанного по предлагаемому способу на 5-6 еде HRC (или в 1,15 раза) выше, чем твердость поверхности валка обработанного по способу-прототипу. Повышение твердости материала в несколько раз приводит к повышению его износостойкости во столько же раз.

Как видно из табл.1, количество графита, образующегося результате распада карбида в поверхностных слоях рабочей части валка на порядок меньше, чем в опорной части валка. Благодаря этому твердость поверхности рабочей части валков (табл.2) значительно выше твердости опорной части.

Данный способ изготовления валков позволяет получить следующие структуры - в рабочей части валка цемент- но-перлитную по оси и цементно-мар- тенситную по поверхности, в опорной части - графит и отпущенный мартенси с карбидом отпуска.

Такая структура позволяет иметь высокую твердость и жесткость (благодаря высокому модулю упругости Е 23-25-10 кг /см ) рабочей части валка одновременно с хорошей упругостью осевой части валка и высокими демпфирующими способностями опорных частей валка. Это позволяет при эксплуатаци получать большую точность изготовляемых изделий, повышает долговечность валка.

Сравнить долговечности валков изготовленных по заявляемому способу и способу-прототипу можно по формуле

Изобретение относится к обработке металлов и может быть использовано в машиностроительной промышленности. Цель изобретения - увеличение долговечности валка. Для этого после выбивки и очистки опорные части валка из ковкого чугуна подвергают первой графитизирующей выдержке при 950-1000°С при одновременном охлаждении поверхности рабочей части валка воздушным потоком. Сразу после этого весь валок помещают в печь с температурой на 30-50°С ниже Ас₁ для проведения второй сфероидизирующей выдержки. После предварительной механической обработки следует нагрев и выдержка при нагреве так, что температура осевой части валка ниже точки Ас₁, а поверхности 850-950°С, после чего производится закалка и отпуск при 350-550°С. Затем следует окончательная механическая обработка. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Z-«2VT

42 IS 4- Ji . I IL- L 24 if:IiIli ШЈЈаЈ .

- J - - - -

Подставляя следующие данные: длина рабочей части 1 Зм, диаметр d 0,25 м, модуль упругости по заявляемому способу Е3 25-Ю кг/м, модуль упругости по способу-прототпу Еи «

Z-«2VT

g . ЈаЈ

12 Ю9 кг/м, частота вращения валка п 5 об/с, удельное сопротивление сжатия при прокате q 10 кг/м, плотность Р 7,8-10 Ъ -5,5-Ю2.

кг/м , коэффициент

N.,МИ - число контактов до начала интенсивного разрушения валков, обработанных по заявляемому способу и по способу-прототипу.

Имеем

N N

1,38 .

Таким образом, долговечность вал- ка, изготовленного по заявляемому способу на 38% больше по расчетам долговечности валка, изготовленного по способу-прототипу.

10%

Бейнит, сорбит, 10% графита

Г

Валок

Твердость металла в .различных частях валков, HRC

1

2 3 4

5 (прототип)

ю

605796

Формула изобретения

Таблица

Мартенсит, це- Перлит, цемен- ментит, 1% гра- тит, 1% графи- фитата

Таблица2

50 50

54 54

48

30 30 35 35

30

0 Опорная

i I we/ ia/oftr поб хность Осебая часть рабо- рабочей час- veu части балка

ти валка

Составитель Т. Бердышёвская Редактор Т. Лазоренко Техред М.ДидыкКорректор С. Черни

Заказ 953

Тираж 503

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. .Гагарина, 101

А3

Время

Подписное