Способ термической обработки металлических изделий Советский патент 1992 года по МПК C21D1/78 

Изобретение относится к области металлообработки, а конкретнее к способам упрочнения поверхностей металлических деталей машин.

Известен способ повышения усталостной прочности металлических изделий путем поверхностного наклепа, создаваемого ударом водяной струи о металлическую поверхность.

Недостатком указанного способа является низкая технологичность (необходимость создания и поддержания сверхвысокого давления воды) при сравнительно малой эффективности воздействия на поверхность

Наиболее близким к предлагаемому является способ нагрева изделий в электролите. Способ включает скоростной нагрев металлоизделий в электролите, причем для стабилизации процесса нагрева и сокращения расхода электроэнергии на электролит накладывают магнитное поле

Недостаток способа - сравнительно высокий расход электроэнергии при незначительном увеличении стабильности процесса нагрева вследствие сравнительно малой концентрации магнитного поля в электролите, кроме того относительно невысокая и нерегулируемая скорость остывания изделий, что понижает их твердость и износостойкость при эксплуатации

Целью изобретения является повышение стабильности процесса нагрева и увеличение скорости остывания поверхности изделия

Указанная цель достигается тем, что в объеме электролита создают сильно неоднородное магнитное поле с градиентом направленным нормально к поверхности изделия, причем в электролит добавляют ферромагнитные частицы в количестве от 10 до 40 % вес

П р и м е р 1 Цилиндрическую втулку диаметром 30 мм из стали У8А располагают

(Л

С

х|

N О

ю

соосно внутри цилиндрического сосуда, например алундовой трубки или трубки из кер- мета на основе оксида алюминия. Сосуд заполняют водным раствором аммиачной селитры 30% МЩМОз, 0,5% полиакрилами- да, 0,5% фосфорнокислого натрия, в который добавляют 30 вес.% порошка оксида железа крупностью от 5 до .. .

В объеме сосуда посредством соленоида и коаксиального индуктора в течение цикла скоростного ТВЧ-разогрева втулки до температуры, на 30-40°С превышающей температуру аустенизации, и последующего охлаждения поверхности обрабатываемой втулки создают постоянное во времени (по сравнению с периодом ТВЧ) и сильно неоднородное в поперечном сечении сосуда магнитное поле, с напряженностью вблизи поверхности втулки до 400 кА/м и градиентом до 1500 кА/м , нормальным к поверхности втулки. Затем напряженность поля плавно уменьшают до нуля в течение 2 ч. Твердость поверхности втулок, обработанных по данному способу 61-63 HRC3. Твердость поверхности в прототипе 57-59 HRC3.

П р и м е р 2. Пластину размером 220Х 80X20 мм из стали 8ХФ с коническим углублением помещают в ванну из аналогичного примеру 1 кермета, заполненную водным раствором аммиачной селитры 40% , 0,3 % полиакриламида, 0,6% фосфорнокислого натрия, остальное вода, в который добавляют 40 вес.% микропорошка железохромкобальтового сплава крупностью от 1 до 100 10 8м.

В прилегающем к пластине объеме электролита в ванне в области конического углубления в пластине посредством магнит0

5

0

5

0

5

ного концентратора по форме углубления и размерам его создают в течение цикла нагрева-охлаждения поверхности конического углубления неоднородное магнитное поле с максимумом напряженности у поверхности 200 кА/М и градиентом 1000 кА/м2, направленным по нормали к поверхности конуса либо под углом к ней от 90 до 75°. По завершении цикла магнитное поле выключают. Твердость поверхности, обработанной по данному способу, 59-61 HRC3 в прототипе 57 HRC3.

Применение изобретения позволяет повысить стабильность процесса нагрева и увеличить скорость остывания поверхности обрабатываемого изделия вследствие большей в сравнении с прототипом концентрации магнитного поля и более интенсивного тепло- и массообмена между металлом поверхности и электролитом при наличии в нем магнитных частиц.

Формула изобретения Способ термической обработки металлических изделий, преимущественно их поверхности, включающий нагрев ТВЧ и охлаждение в электролите заданного состава с наложением магнитного поля с заданной величиной градиента и направлением к поверхности изделия, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества упрочнения поверхности изделия путем увеличения скорости охлаждения, нагрев проводят в электролите с добавлением ферромагнитных частиц в количестве 10-40% от веса электролита, а магнитное поле накладывают с величиной градиента не более 1500 кА/м и под углом 75-90° к поверхности изделий.

40

Изобретение относится к термической обработке стали и может быть использовано в машиностроении при упрочнении деталей машин Цель изобретения - улучшение качества упрочнения поверхности путем увеличения скорости охлаждения. Сущность изобретения заключается в том, что проводят скоростной поверхностный ТВЧ-нагрев детали, погруженной в электролит, с применением подмагничивания электролита При этом в процессе нагрева и охлаждения детали в объеме электролита создают неоднородное магнитное поле, направленное нормально к поверхности детали, причем в электролит добавляют ферромагнитные частицы в количестве от 10 до 40% по массе