| Изобретение относится к термической обработке и обработке металлов давлением, особенно эффективно использование, ко да по условиям эксплуатации необходимо получить высокую твердость отдельных поверхностей детали, например необходимо иметь высокую твердость торца и кромок детали при более вязкой середине, что по
ювиям эксплуатации обеспечивает больус
ш ю долговечность детали.
Известен способ термомеханической обэаботки деталей, в результате которого ра зличные участки имеют различную твердо :ть. По известному способу закалка протекает в полностью заиёволенном водоохлаждаемом штампе, а затем производят отпуск, при котором в заневоленном состоянии находится только центральная часть детали.
Однако по известному способу для достижения цели - различной твердости от- участков детали, необходимо
проводить закалку и отпуск, используя специальные приспособления, для каждой операции свое.
Известен способ тёрмомехамической обработки ножа, состоящий в том, что сна- чала производят гтЛастиче скуЖД формацию заготовки, затем нагрев под закалку, охлаждение и otnyck, причём Ьовйёш.ая Ьпёраци ю пластической деформации и закалки. Нагретую до температуры зйкалкй заготовку охлаждают в штампе при одновременном обжатии ее в зоне лезвия на 15-50%.
Описанный способ имеет тот существенный недостаток, что он применим только номенклатуры сталей, т.к. закалка идет только теплообменом через штамп, а следовательно, таким образом могут закаляться Стали, закаЛи ваемые на. воздухе. Данный способ предполагает неполную закалку по средней части. Штамповку ножей производят так, что в зоне лезвий деформация находится в пределах 20-40%, а сред100
няя часть испытывает только плотный контакт с плитами. Сочетание деформации стали, нагретой до температуры аустенйзации и немедленного охлаждения (за счет отвода тепла металлом штампа) приводит к термо- динамическому упрочнению лезвия ножа, которое обеспечивает требуемую вязкость при более высокой твёрдости (до HRC 60- 62). В средней части клинка деформация отсутствует и контакт между ножом и плита- ми штампа менее плотен, чем на лезвии, поэтому интенсивность охлаждения здесь ниже, что приводит к неполной закалке до твердости HRC 30-40; т е. получения пер- литно-аустенитной структурны. Именно этот факт неполной закалки детали по ее средней части является большим недостатком, т.к. для детали ответственного назначения он является признаком брака по структуре, снижающим долговечность детали. Конст- рукция штампа, на котором реализуется способ, не предполагает фиксации детали по всей ее длине, следовательно, возможна деформация детали в ее средней части при термообработке, особенно, если толщи- на больше длины в соотношении 1:10 и более, когда коробление в средней части при таком способе закалки является неизбежным. Ввиду малой скорости отвода тепла через контакт штампа, средняя часть по толщине будет иметь твердость значительно ниже, чем по поверхности, что ведет к ухудшению качества ножа, снижая его долговечность.
Целью изобретения является улучше- ние качества детали за счет того, что при закалке на различных участках детали (по всему ее объему) структурные превращения происходят полностью с получением игольчатого мартенсита по торцам и кромкам де- тали, а в средней части - сорбита + аустенита, т.е. за счет обеспечения более вязкой середины детали по ее ширине и высбкой твердости по торцу и кромкам де- тали.. :
Целью является отработка такого способа эакалкй, кЬторый соответственно требованиям эксплуатации детали позволит получить высокую твердость поверхности, подвергающейся повышенному износу, ис- тиранию и т.д..при более вязкой середине детали по ширине, обеспечивающей хорошую работоспособность и долговечность детали при изгибающих и динамических нагрузках на ее среднюю часть.
Поставленная цель достигается по предлагаемому способу термомеханической обработки деталей, включающему нагрев под закалку и охлаждение в штампе, при охлаждении фиксируют в штампе
ко центральную зону детали, а наружную незафиксированную часть охлаждают со скоростью, обеспечивающей образование мартенсита.
На фиг.1 изображен штамп, в котором осуществляется описанный способ, поперечный разрез: на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (продольный разрез штампа по детали); на фиг.З - узел I (изображена незафиксированная в штампе часть детали - ее торец и кромка); на фиг.4 - две проекции детали - шины электропилы.
Пример осуществления способа.
Способ разработан для шины электро- и бензопилы. Условия работы детали, подвергаемой термомеханической обработке по разработанному способу таковы, что средняя ее часть по ширине шины испытывает изгибающие и динамические нагрузки, которые при высокой твердости этой части шины приводят к разрушению. Динамический характер нагрузки средней части по ширине шины определяет необходимость иметь более вязкую середину шины, что достигается предложенным способом обработки, т.е. закалкой в водоохлаждаемом штампе. В то же время торец шины работает в условиях сильного истирания и ударных нагрузок цепью, поэтому предъявляет требования повышенной твердости в этой части шины. Большую нагрузку истирания и ударных воздействий цепи испытывают и кромки шины, следовательно, к ним так же предъявляются повышенные требования по твердости с сохранением характеристик по ударной вязкости, что достигается предложенным способом закалки этих поверхностей детали, т.е. спрейерной закалкой кромок и торца. В принципе, для охлаждения торца и кромок может быть использован любой другой способ, обеспечивающий зэ- калку со скоростью отвода тепла в перлитной зоне.
Способ осуществляется следующим об: разом. ..;.
Заготовку шины 1 нагревают до температуры аустенизации в печи с безокислительной атмосферой, затем ее переносят в ручей 2 фиксирующего устройства 3 водоох- лаждаемого штампа 4 и производят термомеханическую обработку с фиксацией шины 1 в фиксирующем устройстве 3 по всей поверхности, за исключением кромок 5 по всему контуру и торца 6 шины 1. Размер кромки 5, которая не фиксируется в устройстве 3 составляет по контуру 6-8 мм (ширина кромки). Остается свободным, не зафиксированным; в устройстве 3 и торец 6. Эти поверхности подвергаются, в частности, спрейерной закалке. Хладагент, в качестве
котброго используется универсальная зака- лочМая синтетическая полимерная среда УЗСП-1, подается через форсунку 7.
Гравюра водоохлаждаемого штампа 4 выполнена по холодным размерам шины 1, На высоте 20 мм от зеркала 8 штампа 4 (в матрице и в пуансоне) выполнены каналы 9, по Которым, с целью лучшего теплоотвода от зеркала 8 штампа 4, пропускается техни- чес сая вода. Это обеспечивает заданную ско эость охлаждения шины 1 по поверхностям, находящимся в фиксирующем устройстве 3. Каналы выполнены таким образом, что перекрывая отдельные участки кана- лов. 9, мы можем регулировать скорость охлаждения шины 1 в мартенситной зоне от 3,545°С в 1 с, в то же время скорость охлаждения в перлитной зоне должна быть в зоне фиксации (заневоливания) 6-8°С в 1 с, а по торцу 6 и кромкам 5 - 7-12°С в 1 с. Указанную технологию обеспечивает водно-щелочной раствор метакрилонитрильного сопэлимера УЗСП-1 с концентрацией 0,5- 2,0%, Известно, что снижение скорости от- водэ тепла в мартенситной зоне снижает де4ормацию. Поэтому величина размера кроиок 5, не фиксируемых в штампе 4, не приводит к отступлению от конструкторской документации (по ширине паза 10 до 0,2 мм, по длине шины 1 до 1 мм), т.к. по экспериментальным данным снижение деформации в процессе закалки шины 1 со сталью 35ХН 2мфа в 8-10 раз.
Таким образом, предложенный способ термомеханической обработки детали позволяет улучшить качество детали, повысить срок годности ее,и достигается это за счет особенностей предложенного способа, позволяющего получить высокую твердость на торце и кромках шины, которые в процессе эксплуатации испытывают истирающие и динамические нагрузки -ударные нагрузки цепи. В то же время - предложенный способ обработки обеспечивает получение более вязкой середины шины по ширине ее, которая в процессе эксплуатации испытывает нагрузки, в условиях которых более вязкая деталь работает лучше, не возникают снижающие ее долговечность трещины. Предложенный способ позволяет снизить отклонения в размерах: по пазу 10 шины 1 до 8 мкм, по длине шины 1 с 5 мм до 20 мкм, Разработанный способ полностью исключает недостаток известного способа, который приводит к неполной закалке с получением перлитно-аустенитной структуры.
Формула изобретения Способ термомеханической обработки деталей, включающий нагрев под закалку и охлаждение в штампе, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества детали и увеличения ее долговечности, при охлаждении фиксируют в штампе только центральную зону детали, а наружную незафиксированную часть охлаждают со скоростью, обеспечивающей образование мартенсита.
Фиг.Ъ
