Патент на изобретение №2196191
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
(57) Реферат: Изобретение относится к производству стальных изделий с металлическим покрытием и может быть использовано при изготовлении цилиндрических изделий с хромированной поверхностью. Способ обработки цилиндрических изделий включает механическую обработку, науглероживание внутренней поверхности изделий в газовой среде до обеспечения эвтектоидного состояния, термическую обработку с получением трооститной структуры и гальваническое хромирование перед чистовой механической обработкой. Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных характеристик цилиндрических изделий за счет увеличения прочности сцепления хромового покрытия с основным металлом и повышения твердости основного слоя под покрытием. Изобретение относится к области производства стальных изделий с металлическим покрытием и может быть использовано при изготовлении цилиндрических изделий с хромированной внутренней поверхностью. Известен способ обработки стальных изделий с помощью электролитического покрытия хромом (М.Б.Черкез. Хромирование и железнение. – М.: Машгиз, 1958, с. 32-40). Способ включает в себя следующие основные технологические операции: обезжиривание, хромирование, промывку. Недостатками данного технического решения являются ограниченность его применения при значительных нагрузках (более 250 Н/мм2) на рабочую хромированную поверхность. При эксплуатации под большей нагрузкой возможно продавливание хромового слоя и его разрушение. При этом не обеспечивается в полной мере высокая чистота поверхности, что ухудшает эксплуатационные характеристики цилиндрических изделий. Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ изготовления стального волочильного инструмента с хромовым покрытием поверхности рабочего канала (Г.А.Савин. Волочение труб. – М.: Металлургия, 1982, с. 150). Способ включает механическую обработку, цементацию, последующую термическую обработку, хромирование и чистовую механическую обработку. При этом обеспечивается твердость рабочей поверхности волочильного инструмента не ниже HRC 58. Недостатком способа является недостаточно высокая прочность сцепления хромового покрытия и основного металла из-за внутреннего напряженного состояния мартенситной структуры основного металла и высокого содержания углерода после цементации (более 0,8%). В процессе работы изделия возможно отслаивание и скалывание хромового покрытия от основного металла. Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении эксплуатационных характеристик цилиндрических изделий за счет увеличения прочности сцепления хромового покрытия с основным металлом и повышения твердости слоя основного металла под покрытием. Поставленная задача решается за счет того, что в способе обработки цилиндрических изделий, включающем механическую обработку, науглероживание внутренней поверхности изделий, термическую обработку и гальваническое хромирование перед чистовой механической обработкой, согласно изобретению, науглероживание проводят в газовой среде до обеспечения эвтектоидного состояния внутренней поверхности изделий, а термическую обработку осуществляют с получением трооститной структуры. При содержании углерода, отвечающем эвтектоидному состоянию, аустенит оказывается наиболее устойчивым, что важно при выборе условий термообработки на троостит. Науглероживание внутренней поверхности цилиндрического изделия до эвтектоидного состояния и термическая обработка на троостит перед механической обработкой обеспечивают: – высокую твердость (40-45 HRC) внутренней поверхности, что исключает возможность продавливания хромового покрытия при больших нагрузках; – малую шероховатость (Ra<0,35 мкм), что обусловлено мелкодисперсной структурой троостита, хорошо обрабатываемой механическим способом; – высокую адгезию хрома из-за отсутствия напряжений в основном металле со структурой троостита. Все эти факторы повышают эксплуатационные характеристики цилиндрических изделий. Способ реализован следующим образом. Внутреннюю поверхность холоднодеформированных труб размером 57,15  6,325 мм из стали 22ГЮ подвергают газовой цементации, в частности в среде природного газа. Трубы нагревают в индукторе до температуры 950-980oС. Скорость их перемещения в индукторе выбирают из условия обеспечения науглероживания внутренней поверхности до 0,8% С, глубиной 0,4-0,7 мм. При выходе из индуктора трубы охлаждают водой, подаваемой из спрейера, установленного в линии. После закалки трубы подвергают отпуску при температуре 325-375oС, обеспечивая трооститную структуру твердостью HRC 40-45. Трубы подвергают правке, черновому хонингованию как одному из видов механической обработки и хромированию в электролите (Сr2О3: 220-250 г/л; Н2SО4: 2,3-2,5 г/л) при температуре 65-75oС. Толщина хромового покрытия составляет 0,08-0,10 мм. После чистового хонингования шероховатость внутренней поверхности труб составила Ra<0,25 мкм, а внутренний хромированный слой выдерживал нагрузку более 400 Н/мм2.
Использование предложенного способа обработки цилиндрических изделий с хромированной внутренней поверхностью позволяет значительно повысить их эксплуатационные свойства за счет улучшения адгезии хромового покрытия и снижения тенденции продавливания покрытия при нагрузке в связи с повышением прочности основного металла. Данный технический эффект обеспечивает широкое использование цилиндрических изделий в промышленности, в частности, при производстве цилиндров глубинных штанговых насосов для нефтедобывающей промышленности.
Формула изобретения
PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
Прежний патентообладатель:
(73) Патентообладатель:
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 09.02.2010 № РД0060238
Извещение опубликовано: 20.03.2010 БИ: 08/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
