способ обработки изделий из углеродистых кремнистых сталей

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ КРЕМНИСТЫХ СТАЛЕЙ, включающий цементацию, закалку и двухступенчатый графитизирующий отжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости и конструкционной прочности, цементацию проводят при 1100^oС в течение 8 ч, двухступенчатый графитизирующий отжиг проводят путем прогрева до 820^oС с выдержкой в течение 6 ч, снижения температуры до 730^oС с выдержкой 6 ч с последующим охлаждением на воздухе, после чего осуществляют упрочняющую закалку с 860^oС с последующим низким отпуском.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к термической и химико-термической обработке, и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях сухого трения и повышенных контактных давлениях при динамическом приложении нагрузок.

Известен способ термической обработки деталей из высокоуглеродистых кремнистых сталей, заключающийся в трехкратном термоциклировании, аустенизации, закалке и графитизирующем отжиге. Однако, этот способ не обеспечивает достаточно высокую износостойкость и конструкционную прочность деталей, работающих в условиях сухого трения и повышенных контактных давлениях при динамическом приложении нагрузок.

Наиболее близким по технической сущности является способ обработки изделий из кремнистых сталей, включающий цементацию, закалку и графитизирующий отжиг при 930-950^оС в течение 3-4 ч с последующим охлаждением до 700^оС с выдержкой 2-3 ч. Однако, данный способ не позволяет обеспечить необходимую износостойкость, связанную с пластическим деформированием деталей, обусловленным высокими контактными давлениями при динамических нагрузках, за счет наличия малотвердой и малопрочной не термоупрочненной основы.

Цель изобретения - повышение износостойкости и конструкционной прочности деталей из углеродистых кремнистых сталей.

Для достижения поставленной цели в способе обработки изделий из углеродистых кремнистых сталей, включающем цементацию, закалку и двухступенчатый графитизирующий отжиг, цементацию проводят при температуре 1100 ^оС в течение 8 ч, двухступенчатый графитизирующий отжиг проводят путем прогрева до 820^оС с выдержкой в течение 6 ч, снижения температуры до 730^оС с выдержкой 6 ч с последующим охлаждением на воздухе.

Кроме того, после охлаждения на воздухе осуществляют упрочняющую закалку с 860^оС с последующим низким отпуском.

Предлагаемое техническое решение отличается от прототипа тем, что:

1. Проводят цементацию при температуре 1100^оС в течение 8 ч.

2. Двухступенчатый графитизирующий отжиг проводят путем прогрева до 820^оС с выдержкой при этой температуре в течение 6 ч, снижения температуры отжига до 730^оС и выдержкой при заданной температуре в течение 6 ч с последующим охлаждением на воздухе.

3. После охлаждения на воздухе проводят дополнительно упрочняющую закалку с температуры 860^оС с последующим низким отпуском.

П р и м е р. Детали (буксы отбойных молотков) изготавливают из стали 50С2 и подвергают цементации в твердом карбюризаторе при t = 1100^оС в течение 8 ч. После цементации детали подвергают закалке. Закалку проводили нагреванием до 860-870^оС, выдерживали при этой температуре в течение времени из расчета 1 мин на 1 мм максимальной толщины детали с последующим охлаждением в масле.

Последующую операцию термической обработки - графитизирующий отжиг проводили двухступенчатым: прогрев до температуры 820^оС, выдержка 6 ч, снижение температуры отжига с печью до 730^оС, выдержка 6 ч с последующим охлаждением на спокойном воздухе.

Заключительную операцию - упрочняющую закалку проводили путем нагревания до 860^оС, выдерживали в течение времени из расчета 1 мин на 1 мм максимальной толщины детали и охлаждения в масло. Отпуск осуществляли при температуре 180-200^оС в течение одного часа.

Замеры твердости и анализ микроструктуры поверхностного слоя деталей показали, что поверхностный слой имеет высокотвердую (HRC 58-60) мартенситную основу с равномерно распределенными глобулярными графитными включениями, в количестве 12-15% от площади на поверхности образца.