способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей
Классы МПК: | C21D1/18 закалка; закалка быстрым охлаждением с последующим отпуском или без него |
Автор(ы): | Володин И.М., Мокроусов Ю.М. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "КАМАЗ" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-11-24 публикация патента:
20.06.1998 |
Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке стальных поковок шатуна из легированных сталей. Способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, включающий нагрев до температуры аустенизации, закалку, высокотемпературный отпуск, очистку от окалины, заключается в том, что нагрев ведут до температуры 860-960oC, в окислительной атмосфере с коэффициентом избытка подачи воздуха 1,25-2,25 в течение 60-180 мин, а закалку осуществляют охлаждением сжатым воздухом в течение 6-20 мин до температуры ниже 320oC. Нагрев поковок шатуна из стали 40ХН2МА ведут до температуры 900
10oC в течение 144
5 мин с коэффициентом избытка воздуха 1,4
0,1, охлаждение проводят в течение 10-12 мин до температуры ниже 320oC, а отпуск ведут при температуре 560
10oC в течение 240 мин. Способ обеспечивает высокое качество изделий и снижение затрат на термообработку. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Рисунок 1
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
Формула изобретения
1. Способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, включающий нагрев до температуры аустенизации, закалку, высокотемпературный отпуск, очистку от окалины, отличающийся тем, что нагрев ведут до температуры 860 - 960oC, в окислительной атмосфере с коэффициентом избытка подачи воздуха 1,25 - 2,25 в течение 60 - 180 мин, а закалку осуществляют охлаждением сжатым воздухом в течение 6 - 20 мин до температуры ниже 320oC. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев поковок шатуна из стали 40ХН2МА ведут до температуры 900![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке стальных поковок из легированных сталей, преимущественно шатунов. Известен способ закалки стальных изделий, включающий нагрев до температуры аустенизации и охлаждение со скоростью, удовлетворяющей условию.![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113509/2113509t.gif)
где
a, b, c - коэффициенты зависимости порогового значения вязкости разрушения от скорости охлаждения образцов;
KIrth = a/(lgV+b)+C;
KIrth - пороговое значение вязкости разрушения стали МПа
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113002/183.gif)
V - скорость охлаждения изделия, oC/с;
L - определяющий размер дефекта, мм;
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113301/963.gif)
m - коэффициент местонахождения дефекта;
Способ трудно реализуем на практике, требует проведения значительного числа экспериментов в лабораторных условиях для различных плавок. Главное, что он не устраняет дефектов, а предлагает регламентировать скорость охлаждения для предотвращения их распространения [1]. Известен способ термической обработки шатунов автомобильных двигателей, заключающийся в нагреве до температуры аустенизации 830oC, выдержку в течение 0,5 ч, охлаждение в тосоле, нагрев до температуры 650oC, выдержку в 1 ч, медленное охлаждение до нормальной температуры и очистку окалины стальной дробью [2]. Недостаток выше названного способа состоит в том, что при наличии на поковке поверхностных дефектов при закалке происходит образование трещин и получается неисправимый брак. Кроме того, расходуется дорогостоящая охлаждающая жидкость тосол. В процессе использования тосола происходит его загрязнение окалиной и выгорание органических компонентов, что приводит к расслоению охлаждающей жидкости на тосол и воду. Таким образом, горячая поковка из легированной стали, соприкасаясь отдельными участками с водой, испытывает высокие термические напряжения, в результате действия которых происходит образование трещин даже при отсутствии концентраторов напряжений на поверхности. Наблюдаются случаи повального брака до 20%. Срочно меняют тосол на новый. Поставлена задача разработать способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, который обеспечит устранение поверхностных дефектов (концентраторов напряжений) в процессе нагрева и выдержки поковок под аустенизацию и применить закалку с низкой скоростью охлаждения для снижения величины термических напряжений. Кроме того, необходимо уйти от использования дорогостоящей охлаждающей жидкости с изменяющимися в процессе эксплуатации свойствами. Технический результат в способе термической обработки поковок из легированных сталей, включающем нагрев до температуры аустенизации, закалку, высокотемпературный отпуск, очистку от окалины достигается тем, что нагрев ведут до температуры 860oC960oC, в окислительной атмосфере с коэффициентом избытка подачи воздуха 1,25 oC 2,25 в течение 60oC180 мин, а закалку осуществляют охлаждением сжатым воздухом в течение 6oC20 мин до температуры ниже 320oC. Нагрев поковок шатуна из стали 40ХН2МА ведут до температуры 900
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
![способ термической обработки поковок шатуна из легированных сталей, патент № 2113509](/images/patents/358/2113004/177.gif)
Класс C21D1/18 закалка; закалка быстрым охлаждением с последующим отпуском или без него