Способ упрочнения стальных изделий Советский патент 1992 года по МПК C21D1/06 

Изобретение относится к металлургии, в маетностик поверхностной закалке стальных изделий, и может быть использовано при изготовлении станков и транспортнрй техники, i

Известен способ упрочнения стальных изделий поверхностной закалкой путем их нагрева высокочастотными импульсами с временами импульсов Гп менее 0,1 с и последующей автозакалкй при обливе детали водой. Упрочнение поверхностного слоя стального изделия в этом методе осуществляется вследствие март1енситообразования и диспергирования зерна в слое.

Однако известный способ не позволяет получать глубину упрочненного слоя более 0,5 мм вследствмв того, что при рабочей частоте 27 МГц проникновения пог ля в деталь, определяющая глубину прогре

ва поверхности, мала. Для повышения глубины упрочненного слоя необходимо использовать более низкие частоты, что ведет к росту глубины проникновения ВЧ-поля в

детал ь (тол Щина скин-слоя дг , глубины прогрева и вследствие этого к росту глубины закалки.

Наиболее близким к изобретению является способ упрочнения стальных изделий поверхностной закалкой путем нагрева поверхности изделия высбкочастотным полем НИЗКОЙ частоты 440 кГц с длительностью импульсов менее 0,1 с и гл.убйной прогрева до 1 мм и последующей автозакалки нагретого слоя при обливе детали водой. Глубина упрочненного слоя, в котором также имеет место мартенситообразование и диспергирование зерна, имеет порядок 1 мм. Более

высокая глубина упрочнения по сравнению с аналогом связана с применением более низкой рабочей частоты.

Однако способ-прототип не позволяет получать глубину упрочненного слоя более 1 мм при сохранении его высоких прочностных свойств. Причина заключается в том, что вследствие экспоненциального спада ВЧ-поля и энерговыделения в слое (от поверхности вглубь металла) верхние слои металла нагреваются с максимальной скоростью. При нагреве они становятся все более магнитопрозрачными для поля (при достижении точки Кюри магнитная проницаемость /г , точка Кюри для сталей 0f-1040 К), поле проникает на большую глубину, чем в начальной стадии процесса нагрева, однако поле не успевает проникнуть на глубину, достаточную для получения упрочненного слоя толщиной 1-2 мм, из-за того, что верхние слои, прилегающие к поверхности перегреваются и происходит их вскипание.

Цель изобретения - увеличение ресурса работы стальных изделий путем повышения толщины упрочненного слоя.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Пример. Обработке подвергают изделия из СТ.45. Нагрев поверхности до температуры закалки не менее 900-1ООО С ведут импульсами высокочастотного поля частотой 440 кГц, используя генератор ВЧГ6-60/0,44, переоборудованный в импульсный режим работы. Устанавливают площадь однократной обработки 0,5-1,5 см, применяют медные водоохлаждаемые индукторы с ферритовыми концентраторами энергии. Нагрев ведут в многоимпульсном режиме, при этом количество импульсов по меньшей мере три, длительнбсть импульсов составляет 0,03-0,05 с, длительность паузы между импульсами составляет Гп. 0,02-0,1 с, удельная мощность в импульсе 10-50 кВт/см. После нагрева осуществляют охлаждение водой. Глубина упрочненного слоя лежит в интервале мм.

Для сравнения проводим закалку издеий по способу-прототипу (нагрев изделия ВЧ до900°С, длительность импульса 0,030,08 с, охлаждение водой, глубина закаленного слоя 0,4-0,85 мм). .

Данные после обработки по предлагаемому и известному способам приведены в таблице.

Повышение глубины упрочнения при многоимпульсной ВИЗ получено на ряде

среднеуглеродистых сталей (ст.65, 40х, У8 и др.).

Таким образом, использовние предлагаемого способа упрочнения стальных изделий позволяет получить упрочняющий слой

в 1,5-2 раза большей глубины, че|и по известному способу, что позволяет повысить ресурс работы машин и механизмов, в том числе, когда износ в 1-2 мм допустим (пары вал-втулка, направляющие, шестерни, трубы перекачки и др.). Так, ресурс работы деталей экскаватора ЭКГ-8И, упрочненнь1х методом многоимпульсной ВИЗ, более чем в 1,5 раза выше по сравнению с ресурсом работы его деталей, упрочненных по стандартным способам.

Формула изобретения Способ упрочнения стальных изделий, включающий нагрев поверхности изделия

высокочастотным полем импульсного типа и последующую закалку, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы изделий путем увеличения толщины упрочненного слоя, обработку изделия ведут в

многоимпульсном режиме, при этом количество импульсов по меньшей мере три, длительность одного Импульса и паузы составляет 0,03-0,05 и 0,02-0,1 с, удельная мощность в импульсе 10-50 кВт/см .

Способ упрочнения стальных изделий. Изобретение относится к металлургии, конкрётнр к поверхностной закалке при изготовлении станков и транспортной техники. Цель изобретения -увеличение ресурса работы изделий. Способ включает нагрев до температуры закалки ТВЧ в Многоимпульсном режиме: длительность импульса и паузы 0,03-0,(В и 0,02,-OJ с, удельная мощность в импульсе 10-50 кВт/см^, охлаждение водой. Способ позволяет получить глубину закаленного слоя 1-2 мм и повысить ресурс работы машин и механизмов (пары вал- втулка, шестерни и др.) в 1,5 раза. 1 табл.в^