Способ термической обработки деталей Советский патент 1982 года по МПК C21D1/78 

1

Изобретение относится к способам термической обработки сталей и сплавов и может быть использовано в машиностроении при изготовлении пружин и пружинных элементов.

Известна изотермическая закалка пружинных сталей, заключающаяся в нагреве изделия до температуры закалки, совместном охлаждении поверхности и сердцевины изделия до температуры изотермической выдержки,выдержка при этой температуре и охлаждение изделия до комнатной температуры l.

Способ характеризуется высокой длительностью выдержки изотермического распада.

Известен способ закалки пружинных элементов из кремнистых сталей на воду с последующим отпуском 2.

Однако при изотермической обработке пружинных элементов, продолжительность операций отпуска и сложность длительной выдержки деталей

В воде приводят к появлению на поверхйости микротрещин.

Известен также способ термической обработки изделий, включающий ступекчатую закалку: охлаждение в воде с образованием определенного процента мартенсита и изотермическую выдержку в селитре 3.

Недостатком известного способа является низкая производительность

10 обработки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо соб термической обработки деталей,

«5 преимущественно из пружинных марок сталей, включающий нагрев до температуры аустенизации, охлаждение в среде с максимальной охлаждающей способностью до получения мартенсита

М в поверхностном слое и последующую изотермическую выдержку в среде с минимальной охлаждающей способностью . Однако достигаемым способом уровен сжимающих напряжений повышает степень коробления деталей из пружинных сталей. Применение способа ограничено также тем, что на деталях с сечением меньше 20 мм не удается осуществить удержание температуры сердцевины свыше 700°С за время закалки отпуска поверхностного слоя или его изотермической закалки. Кроме того, способ требует минимум двух видов на гревательного оборудования и двух ви дов оборудования для охлаждения поверхности и детали в целом, - это усложняет автоматизацию способа, В связи с растянутостью технологической цепочки операций низка производитель ность способа. Цель изобретения - повышение производительности термообработки и o6e печение равномерной структуры. Для достижения поставленной цели в способе термической обработки дета лей, преимущественно из пружинных ма рок сталей, включающем нагрев до тем пературы аустенизации, охлаждение в среде с максимальной охлаждающей спо собностью до получения мартенсита в поверхностном слое и последующую изо термическую выдержку.в среде с минимальной охлаждающей способностью, ох лаждение и изотермическую выдержку осуществляют непрерывно - последовательным перемещением детали через не смешивающиеся среды, при этом охлаждение проводят до образования 1-5% мартенсита с последующим его полным распадом в процессе изотермической выдержки, Кратковременное предварительное охлаждение поверхности детали обеспе чивает накопление в поверхностном слое определенного количества мартен сита, который в процессе охлаждения сердцевины и перераспределения тепла по сечению превращается в мартенсит отпуска, тростит и т,д,, сердцевина же охлаждается со скоростью, близкой к критической для данной марки стали, поэтому производят одновременное охлаждение с целью уменьшения потерь тепла и одновременного достижения сердцевиной и поверхностью температу ры бейнитного превращения. Последующее охлаждение детали в расплаве селитры обеспечивает сокращение времени изотермической выдержки за счет ,того, что образованные в процессе предварительного высокоскоростного охлаждения иглы мартенсита и продукты его распада, образовавшиеся в процессе охлаждения сердцевины и перераспределения тепла, служат дополнительными центрами превращения переохлажденного аустенита. Увеличение числа центров превращений обеспечивает значительное увеличение объемной скорости превращения в начальный период, то есть сокращает время инкубационного периода, тем самым уменьшая общую длительность изотермической закалки, Способ осуществляют следующим образом. Деталь, зафиксированную на пластинчатом конвейере селитровой ванны, вводят в зону закалки. При своем движении деталь мерез датчики системы управления включает в рабочий режим устройство для введения воды, охва- тывающее зону закалки. Определенное количество воды мгновенно вводится в зону закалки на поверхность расплава, Деталь, вместе с движением конвейера, непрерывно последовательно перемещается сквозь слой быстро испаряющейся воды, при этом поверхность детали охлаждается до температуры начала мартенситного превращения со скоростью SSO-SSO C/c с одно-временным охлаждением сердцевины со скоростью, близкой к критической, На поверхности детали происходит мартенситное превращение. При переходе детали через граничный слой водаселитра и дальнейшем движении детали через расплав температура поверхности и температура сердцевины выравниваются и достигают температуры беннитного превращения стали (температуры расплава), Образовавшийся в процессе охлаждения детали в воде мартенсит поверхности и продукты его превращения (мартенсит отпуска, тростит) служат дополнительными центрами кристаллизации. Время охлаждения детали в воде, регулирующее количество накопленного в поверхностном слое мартенсита, зависит от толщины водяного слоя над поверхностью расплава и скорости движения конвейера, В зависимости от геометрии детали и скорости.движения конвейера регулируется мгновенный расход воды, который и создает слой воды определенной толщины. После испарения воды конвейер подает в