Способ термической обработки высокохромистого чугуна Советский патент 1992 года по МПК C21D5/04 

Изобретение относится к металлургии и машиностроительной промышленности, а именно к производству отливок из износостойкого высокохромистого чугуна.

Литые детали из высокохромистого чугуна широко используются при изготовлении быстроизнашиваемых деталей горной техники. Их применение в машиностроении ограничено плохой обрабатываемостью чу- гунов этого класса. С целью улучшения обрабатываемости резанием литые заготовки подвергают термической обработке, включающей отжиг при 1150-1200°С и отпуск при 680-700°С с последующим охлаждением со скоростью 20-30°С/ч до 600°С и Далее - на воздухе. Такая термическая обработка позволяет снизить твердость заготовок с 57-60 НРС до 30-32 НРС и существенно улучшить обрабатываемость резания. Тем не менее она остается неудовлетворительной, что затрудняет применение серийных станков-автоматов для обработки машиностроительных заготовок.

Цель изобретения - дальнейшее улучшение обрабатываемости за счет снижения твердости, достигаемого путем совершенствования режима термической обработки.

Сущность изобретения заключается в том, что высокохромистый чугун, содержащий 17-23% хрома, отжигают при 1,150- 1200°С и охлаждают на воздухе, затем дважды снова нагревают и охлаждают, причем нагрев ведут до 830-850°С, охлаждение до 720-730°С проводят с печью, а до 600- 620°С - со скоростью не выше 20°С/ч.

Литые заготовки из высокохромистого чугуна, содержащего 17-23 мас.% хрома, загружают в печь, нагревают до 1150- 1200°С, выдерживают несколько часов (время выдержки растет с увеличением массы заготовки) и извлекают на воздух, затем снова загружают в печь и проводят термо- циклирование, в ходе которого находящиеся в печи отливки нагревают до 830-850°С и охлаждают вместе с печью до 720-730°С и далее до температуры 620-600°С со скоростью не выше 20°С/ч. Термоциклирова- ние проводят дважды. В результате проведения первого цикла твердость снижается до 29-31 НРС, а после второго она составляет 27-28 НРС. ВХЧ с такой твердостью может обрабатываться с большими скоростями резания,

сл

с

VI IGJ ел

СА)

оо ю

Результаты экспериментов по определению граничных температур термоцикли- рования приведены в табл.1. В ходе экспериментов на дилатометре определяли температурный интервал а- у превращения при охлаждении и нагреве для трех марок чугунов с различным содержанием хрома. При термоциклировании должно полностью протекать а- у превращение при нагреве и превращение при охлаждении, в результате чего создается предпосылка для образования зернистого перлита, обеспечивающего хорошую обрабатываемость резанием. Скорость нагрева- охлаждения образцов в интервале 600-800°С составляла 20°С/ч.

Как следует из результатов табл.1, нагрев до 850°С обеспечивает завершение а. превращения для всех марок чугунов.

В процессе охлаждения превращение начинается при 720-730°С и заканчивается при 600-620°С для различных марок чугуна. Именно в этом интервале необходимо обеспечить такую скорость охлаждения,котораяпозволяет гарантированно получать в структуре зернистый перлит. Это обеспечивается регули- рованием скорости охлаждения в указанном интервале температур. Влияние скорости охлаждения в интервале эвтекто0

5

0

5

0

идного превращения и термоциклирования для различных температур отжига на твердость образцов и их обрабатываемость резанием ИЧ270х18 приведены в табл. 2.

Как следует из данных, приведенных в табл.2, отжиг при 1150-1200°С и термоцик- лирование образцов при условии их охлаждения в интервале 730-600°С со скоростью не выше 20°С/ч обеспечивает минимальную твердость чугуна и его хорошую обрабатываемость резанием.

Специально поставленная серия экспериментов, в ходе которой термоциклирова- ние проводили 4 раза, показала, что 3 и 4 цикл не оказали заметного влияния на твердость образцов, в связи с чем для практического применения можно рекомендовать двухкратное термоциклирование.

Формула изобретения

Способ термической обработки высокохромистого чугуна, преимущественно содержащего 17-23% хрома, включающий отжиг при 1150-1200°С, последующий нагрев и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью улучшения обрабатываемости резанием, нагрев и охлаждение осуществляют дважды, причем нагрев ведут до 830- 850°С,охлаждение до 720-730°С проводят вместе с печью, а до 620-600°С - со скоростью не выше 20°С/ч.

Таблица1

Использование: металлургия, машиностроение, производство литых деталей из износостойкого чугуна с содержанием 17- 23% хрома. Сущность изобретения: литую заготовку отжигают при 1150-1200°С. После охлаждения отливки дважды нагревают до 830-850°С и охлаждают вместе с печью до 720-730°С, а до 620-600°С - со скоростью не выше 20°С/ч. Окончательное охлаждение осуществляют на воздухе. 2 табл.

Таблица2

Продолжение табл.2