Способ термической обработки литых валков из высокоуглеродистых сталей Советский патент 1991 года по МПК C21D9/38 

Изобретение относится к термической обработке изделий из высокоуглеродистых материалов, например прокатных валков, выполненных из заэвтектоидных сталей и предназначено для использования преимущественно в черной металлургии, а также в машиностроении.

Цель изобретения - получение равномерной твердости рабочей поверхности и повышение износостойкости.

В способе термической обработки крупных отливок из высокоуглеродистых сплавов, включающем двойную нормализацию с принудительным охлаждением воздухом и высокий отпуск, охлаждение осуществляют

одновременно двумя воздушными потоками, направленными на охлаждаемые поверхности с диаметрально противоположных сторон отливки с расстояния от ее центра, равного 2-4 наибольшего габаритного размера, при этом потокам сообщают периодические колебательные движения в противофазе с амплитудой, равной упомянутому размеру отливки, при этом охлажде-, ние проводят в прерывистом режиме, причем продолжительность воздействия воздушных потоков определяют по зависимости Тр Kn G, мин, паузы по зависимости гп KB G, мин,

где Кп - коэффициент, учитывающий удельную длительность принудительного охлажON Ю О

сл ю о

дения отливки воздушными потоками 2 -3 мин/т;

Кв - коэффициент, учитывающий удельную длительность охлгэждения отливки на спокойном воздухе 1,5-1,8 мин/т,

G - масса отливки, т.

Кроме того, при охлаждении отливок им придают вращательное движение со скоростью 2-10 об/мин,

На чертеже показана схема для иллюстрации предлагаемого способа (0 и СИ - источника воздушных потоков).

Проведение охлаждения отливок двумя воздушными потоками направляемыми на охлаждаемые поверхности с диаметрально противоположных сторон и совершающими колебательные движения в противофазе с амплитудой, равной наибольшему габаритному размеру, а также вращение отлизок вокруг вертикальной оси необходимо для создания условий равномерного охлаждения поверхности и, как следствие, получение минимальной неравномерное и твердости.

В таблице приведена характеристио свойств отливок бандажей прокатных валков из стали 150ХНП в зависимости от режимов термообработки.

При отношении расстояния от центра охлаждаемой отливки до источников воздушных потоков к ее наибольшему габаритному размеру менее двух получаеся существенная .неравномерность твердости (вариант 1), а при отношении более четырех снижается эффективность воздействия воздушных потоков при осуществлении принудительного охлаждения, что приводит к падению уровня твердости поверхности и ее износостойкости (вариант 5).

При значениях Кп менее 2 мин/т, вследствие недостаточной продолжительности принудительного охлаждения, снижается твердость поверхности отливки (вариант 6), а при Кп более 3 мин/т резко возрастает ее неравномерность (вариант 100, что снижает износостойкость.

При значениях Кв менее 1,5 мин/т не достигается равномерный отогрев охлажденной потоками воздуха рабочей поверхности после прекращения их воздействия, что приводит к ее неравномерной твердости (вариант 11); в то же время при Кв более,8 мин/т, вследствие сокращения времени принудительного охлаждения, происходит снижение общего уровня твердости отливки (вариант 14) и ее износостойкости. Значение скорости вращения отливки 2 об/мин не обеспечивает повышения равномерности твердости и прироста износостойкости (вариант 15), относительно аналогичного варианта обработки, но без ее вращения (вариант 13). При 10 об/мин уже не происходит дальнейшего улучшения равномерности твердости и износостойкости и, кроме этого,

увеличение скорости вращения отливки требует дополнительного расхода энергии. Поэтому увеличение скорости вращения нецелесообразно.

Проверку эффективности предлагаемо0 го способа проводят на центробежно-литых бандажах проктаных валков массой 7 т, диаметром 1500 мм и высотой 600 мм, имеющих следующий химический состав, %: углерод 1,5-1,8: кремний 0,2-0,5; марганец

5 0,5-0,8; фосфор до 0,03; сера до 0,03; хром 0,9-1,2; никель 0,8-1.2; молибден 0,3-0,5; железо остальное.

Заготовки подвергают термообработке по следующему режиму: нагрев со скоро0 стью 20-50°С/ч до температурь, 950- 1000°С, выдержка при этой температуре в течение 8 ч, охлаждение на стенде при вращении отливки 1-11 об/мин двумя вентиляторами, установленными с диаметрально

5 противоположных сторон, на расстоянии, равном 2,4-6,7 м от центра охлаждаемой заготовки, совершающими периодические колебательные движения с амлитудой, равной 1,5 м, и работающими в прерывистом

0 режиме: 13-25 мин работы, 9-14 мин пауза. По достижении отливкой температуры 450- 550°С ее подвергают вторичному нагреву до температуры 950-1000°С и такому же охлаждению до 500°С, затем проводят высо5 кий отпуск при 570 ±20°Сс выдержкой 8-10 ч и охлаждением с печью со скоростью 20- 25°С/ч до температуры 100°С, а далее на спокойном воздухе.

Скорость воздушного потока сущест0 венно влияет на твердость и относительную износостойкость при ее значении более 5 м/с. Увеличение скорости воздушного потока более 10 м/с нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему повышению рав5 номерности твердости и относительной износостойкости отливок.

Формула изобретения 1. Способ термической обработки литых валков из высокоуглеродистых сталей,

0 включающий двойную нормализацию с принудительным охлаждением и высокий отпуск, отличающийся тем, что, с целью получения равномерной твердости рабочей поверхности и повышения износостойко5 сти, принудительное охлаждение валков осуществляют одновременно двумя воздушными потоками, направляемыми на рабочую поверхность- с диаметрально противоположных сторон с расстояния от центра валка, равного 2-4 ее наибольшего

габаритного размера и со скоростью 5-10 м/с, при этом потокам сообщают периодические колебательные движения в противо- фазе с амплитудой, равной упомянутому размеру отливки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что принудительное охлаждение валков проводят в прерывистом режиме, причем продолжительность воздействия воздушных потоков определяют по зависимости гр Кп G, мин, а паузы по зависомо- сти тп Кв G, мин, где Кп - коэффициент,

учитывающий удельную длительность принудительного охлаждения валков воздушными потоками 2-3 мин/т,

Кв - коэффициент, учитывающий удель- ную длительность охлаждения валков на спокойном воздухе 1,5-1.8 мин/т; G - масса валка,т

3. Способ по п. 1,отличающийся тем, что принудительное охлаждение осуществляют при вращении валков со скоростью 2-10 об/мин.

Изобретение относится к термической обработке крупных отливок из высокоуглеродистых сталей, преимущественно к термической обработке прокатных валков и других изделий из высокоуглеродистых сплавов на основе железа. Цель изобретения - получение равномерной твердости рабочей поверхности и повышение износостойкости. Способ термической обработки включает двойную нормализацию и после- дюущее охлаждение двумя воздушными потоками, направляемыми на охлаждаемые поверхности с диаметрально противоположных сторон с расстояния от центра отливки, равного 2-4 ее наибольшего габаритного размера, со скоростью 5-10 м/с. При этом потокам сообщают периодические колебательные движения в противо- фазе с амплитудой, равной указанному размеру отливки. Кроме того, отливке придают вращательное движение со скоростью 2-10 об/мин, а охлаждение проводят в прерывистом режиме. Причем продолжительность воздействия воздушных потоков определяют по математической зависимости. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл,

Примечание. Слева от косой черты - максимгльное значение твердости, справа минимальное. Неравномерность твердости (Д HSD) - разница между максимальным и минимальным ее значением.