Способ термической обработки изделий Советский патент 1993 года по МПК C21D1/74 

Изобретение относится к способу термической обработки металлических изделий в вакуумных печах с помощью разогрева изделий и их последующей закалки в охлаждающем газе под высоким давлением и при помощи циркуляции газа.

Задача предложенного изобретения - усовершенствовать способ термообработки посредством их нагрева и последующего охлаждения охлаждающим газом под давлением и при помощи газоциркуляции и добиться более высокой интенсивности закалки без повышения мощности двигателя для циркуляции охлаждающего газа.

Эта задача согласно изобретению решается тем, что инертный газ в смеси используют до 30 об.%. давление охлажда- ющей смеси в печи устанавливают в пределах от 1,4 до 4 МПа, а скорость циркуляции охлаждающего газа устанавливают такую, чтобы произведение Р V находилось в пределах от 10 до 250 м МПа и циркуляци ю охлаждающего газа осуществляют вентилятором.

Скорость подачи охлаждающего газа V относится к выходу газа из распределительных труб.

Преимущество заключается в том, что при применении гелия и/или с добавлением 30% инертного газа, в соответствующих печах может устанавливаться давление до- 4 МПа без повышения мощности двигателя, приводящего в действие вентилятор. Этим усиливается охлаждающее действие газа настолько, что можно закаливать более широкий спектр сталей, а также такие сорта сталей, которые до сих пор были вынуждены закаливать в масляных растворах. Эта закалка при помощи газа под высоким давлением имеет технические и экономические преимущества по сравнению с закалкой в жидких средах, кроме Того, оно более благоприятно для окружающей среды.

ел

с

со

СО «л

О

00

При использовании этого метода стальные детали с целью закалки разогреваются в обычных вакуумных печах. При этом печь наполняется преимущественно гелием к началу разогрева под давлением 2 МПа, а затем пропускается газ под действием вентилятора. Преимущество проявляется в том, что перенос тепла на стальные детали достигается не излучением, а постепенно так, что добиваются равномерного разогрева материала и, как следствие, соответственно сокращается время разогрева. При температуре 750° С газ откачивается из печи и дальнейшее разогревание ведется в вакууме. В этом диапазоне температур разогрев сталей происходит очень действенно, и газ для разогрева загрузки не нужен. После достижения необходимой температуры аустенизации между 8бО-1300°С подают для охлаждения садки в печь охлаждающий газ под давлением до 4 МПа. Охлаждающий газ циркулирует с помощью. вентилятора, после охлаждения внутреннего пространства печи газ удаляется. Этот процесс длится до тех пор, пока не охладят всю садку. Скорость циркуляции газа обеспечивается с помощью вентилятора, так что произведение Р V находится в пределах от 10 до 250м МПа .

Нижеследующий пример должен более наглядно показать способ, заявленный в изобретении. ,

0

Деталь диаметром 10 мм из низколегированной стали 100 Сг 6 нагревается в вакуумной печи до температуры аустенизации 850°С. После достижения этой температуры печь заполняется гелием под давлением

1.5 МПа, при скорости газа 65 м - за

16 сек образец охлаждается до 400°С, .что соответствует скорости охлаждения в масляном растворе. Таким образом получается мартенситовая структура с твердостью 64 HRC. Прежними способами закалки с помощью газа сталь не может получить твердость 100. 6 Сг,

Формула изобретения

1. Способ термической обработки изделий преимущественно из железа и стали в вакуумных печах, включающий нагрев изделий и их последующую закалку в гелии или смеси гелия с инертным газом под давлением при циркуляции газа, о т л и ч а ю щ и и - с я тем, что, с целью повышения качества обработки изделий, инертный газ в смеси используют до 30 об.%, при этом давление р охлаждающей смеси в печи устанавливают в пределах 1,4-4 МПа, а скорость V циркуляции охлаждающего газа устанавливают такой, чтобы произведение Р V (10- 250)м с 1 МПа.

2. Способ по п.1, от л и ч а ю щ и и с я тем, что циркуляцию -охлаждающего газа осуществляют вентилятором.

Использование: при термовакуумной обработке изделий из железа и стали в электропечах газоплотного исполнения. Сущность изобретения: способ включает нагрев изделий и их последующую закалку в гелии и азоте под давлением при циркуляции газа, осуществляемого вентилятором. Закалку осуществляют в смеси гелия с добавлением до 30 об.% азота при давлении 1,4-4 МПа и скорости циркуляции, выбранной таким образом, чтобы произведение давления охлаждающей смеси и скорости циркуляции охлаждающей смеси было равно ID- 250 м МПа. Изобретение позволяет повысить качество термической обработки и получить высокую твердость без применения закалки в жидкость. 1 з.п. ф-лы.