Улучшение поковок

Предварительная термическая обработка для улучшения обрабатываемости холодным пластическим деформированием

Выполнение холодной объемной штамповки предъявляет по­вышенные требования к гомогенности и структуре стали. Этим методом в основном получают детали из низко- и среднеуглеродистых сталей с небольшим количеством легирующих элементов. Для улучшения штампуемости необходима сфероидизация цементита, т.к. пластинчатая структура приводит к значительному снижению стойкости деформирующего инструмента.

Предварительная обработка должна обеспечить максимальную гомогенизацию матрицы и сфероидизацию карбидов. Ее проводят в два этапа — сначала про­водят гомогенизирующий отжиг, затем —сфероидизирующий отжиг, выполняемый путем длительной выдержки стали при температурах, максимально близких к точке Ас_1, но не превышающих ее (обычно 650—700 °С). Термодинамическим стимулом процесса сфероидизации является уменьшение свободной энергии.

При исходной структуре пластинчатого перлита процесс сферо­идизации идет очень медленно и для полного его завершения не­обходима выдержка более 100ч.

Процесс сфероидизации связан с диффузией атомов железа и углерода. Поэтому все факторы, ускоряющие диффузию, а также способствующие «удалению» сплава от равновесного состояния (ускоренное охлаждение с прокатного нагрева, закалка, пласти­ческая деформация) ускоряют сфероидизацию. Эффект ускорения сфероидизации в холоднодеформированной стали используется на металлургических заводах. В этом случае при производстве проката или проволоки в начале выполняют обычный отжиг, затем волочение или прокатку и в заключение сфероидизирующий отжиг при тем­пературах, близких к Ас_1.

Способность стали к холодной пластической деформации характеризуется значением относительного суже­ния поперечного сечения при стандартных испытаниях на разрыв. Удовлетворительной штампуемостью обладают стали с y= 60—70 %.

Для сталей, содержащих 0,3—0,5 % С (45, 35Х, ЗОХГСА, 38ХГНМА и др.), а также имеющих в исходном состоянии феррито-перлитную структуру с участками продуктов промежуточного превращения, для повышения штампуемости ис­пользуют изотермический отжиг с нагревом до 750—780°С и по­следующим распадом аустенита при 680—710 °С в течение 1—3 ч.

Значительную часть поковок из среднеуглеродистых и легирован­ных сталей подвергают улучшению. При этом в большинстве случаев эта термическая обработка является окончательной.

Улучшение используется для поковок ответственных деталей машин (шатунов, цапф, поворотных кулаков, вилок карданного вала, рычагов и других деталей рулевого управления, крон­штейнов), которые либо не подвергаются в дальнейшем механиче­ской обработке, либо имеют после улучшения твердость, допу­скающую обработку резанием отдельных поверхностей (НВ < 320).

На заводах массового производства для улучшения поковок используют толкательные, конвейерные агрегаты. Выдержка заготовок регулируется темпом толкания.

Для предотвращения образования избыточного феррита в струк­туре вследствие подстуживания поковок при их перемещении из печи в закалочный бак, закалочные печи должны быть оснащены специальными механизмами (выталкивателями поддонов), до минимума сокращающими время переноса.

Режимы термической обработки поковок назначают в зависи­мости от марки стали, массы поковок и требуемой твердости.

Дата добавления: 2014-01-11