Патент на изобретение №2164247
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ЗАКАЛКИ В ИНЕРТНЫХ ГАЗАХ
(57) Реферат: Изобретение относится к области машиностроения, в частности к термообработке, преимущественно закалке, деталей из конструкционных и инструментальных легированных деталей. Задача изобретения – расширить возможности применения инертных газов аргона и гелия для светлой закалки стальных деталей. Применяют смесь состава 20% гелия, остальное аргон. Технический результат – расширяются технологические возможности применения инертных газов для светлой закалки, реализуются преимущества малодеформационной закалки инструмента в муфельных печах, процесс экологически чистый и позволяет встраивать подобные термические установки в пролетах цехов по механической обработке, охлаждающая способность в 2 раза повышается, если к аргону добавлять 20% гелия. 2 ил. Изобретение относится к области машиностроения и может использоваться при термообработке, преимущественно закалке, деталей из конструктивных и инструментальных легированных сталей с критической скоростью закалки не более 30 град/с. Известен способ термообработки в вакууме, включающий нагрев детали до температуры аустенизации и охлаждение со скоростью выше критической в газовой среде гелия, аргона и водорода (РЖ Металлургия, N 8, 1967, реферат 8И643), который принят за прототип. Задача изобретения: расширить возможность применения инертных газов аргона и гелия для светлой закалки стальных деталей. Поставленная задача достигается применением смеси инертных газов аргона и гелия состава 20% гелия, остальное аргон. Общие признаки с прототипом – применяются газы аргон и гелий. Отличительные признаки – вместо отдельных газов применяют смесь газов аргона и гелия в соотношении 20% гелия и 80% аргона. Для реализации способа выполняют операции: 1. Подготавливают два баллона сжатого газа, один с аргоном (ГОСТ 10157-79), другой – с гелием (ТУ51-689-75) необходимого сорта по содержанию примесей кислорода и влаги. 2. Подготавливают систему подачи газов в герметичный муфель печи через ротаметры. 3. Нагревают детали с защитой от окисления для их аустенизации перед закалкой. 4. Охлаждают детали в смеси аргона и гелия, контролируя расход газов по соответствующим ротаметрам и регулируя его подачу редукторами, установленными на баллонах. Изобретение поясняется двумя графиками: фиг. 1. Закаливающая способность смеси инертных газов аргона и гелия; фиг. 2. Остаточная деформация (осадка по высоте) в зависимости от времени заневоливания тарельчатых пружин, закаленных в различных средах: 1 – в воде; 2 – масле; 3 в гелии (газ). Способ проверен при исследовании закаливающей способности смеси газов аргона и гелия – фиг. 1. Для этого применяли два метода: теплотехнический и металлургический. В первом случае определяли время (  ) охлаждения серебряного образца диаметром 7,3 мм и высотой 7,5 мм, продуваемого газами после нагрева на 860oC в специальном устройстве и охлаждаемого до 480oC. Время определяли по секундомеру с точностью 0,1 с, наблюдая “зайчик” осциллографа Н10, к которому подключалась термопара, горячий спай которой зачекаливался в центре образца. Во втором случае измеряли твердость тарельчатых пружин из стали 60С2А толщиной 1,1 мм и наружным диаметром 18 мм, закаленных в потоке газа после аустенизации при 860oC. Результаты (фиг. 1) показывают, что для существенного повышения охлаждающей способности смеси газов достаточно добавлять 20% гелия к аргону. При этом время охлаждения серебряного образца сокращается в 2 раза.
На тарельчатых пружинах, закаленных сжатыми газами, выявлены важные их свойства по сравнению с закаленными в масле: меньшая осадка при заневоливании (фиг. 2), повышенная стабильность по сохранению высоты и усилия при последействии, повышенная живучесть (число циклов обжатия до разрушения после закалки в масле 27600, в гелии – 29800). Это определяется меньшей напряженностью структуры таких пружин, что можно объяснить меньшим превышением скорости охлаждения при закалке в газах над критической скоростью закалки, равной для стали 60С2А 30 град/с (в 76 раз при закалке в масле и в 30 раз – газом). Относительная величина разброса знаний усилия пружин при их сжатии: после закалки в масле – 1,5, гелии – 1,0.
Технический результат реализации предлагаемого способа заключается в расширении возможностей закалки в инертных газах аргоне и гелии как технически, а также и экономически. Повышение охлаждающей способности газовой смеси добавкой гелия к аргону позволяет закаливать широкую номенклатуру деталей инструментальной оснастки и деталей конструкций. Ускоренное охлаждение смесью аргона и гелия можно применять при закалке в муфельных электропечах, вакуумных, специальных устройствах лабораторных и промышленных. Сохранение чистой поверхности закаленных деталей, малые поводки и деформации, экологически чистый процесс – это достоинства закалки газовой смесью аргон – гелий. При закалке деталей пресс-форм и штампов таким способом возможна реализация малодеформационной закалки путем применения приемов контрольной закалки и закалки с теплобуфером.
Формула изобретения
Гелий – 20 Аргон – Остальное РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 04.08.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 11-2003
Извещение опубликовано: 20.04.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
