МЕТОД ЗА ДЪЛБОЧИННО-ПОВЪРХНОСТНО ТЕРМИЧНО УЯКЧАВАНЕ МЕТОД ГЛУБИННО-ПОВЕРХНОСТНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ METHOD FOR IN DEPTH SURFACE THERMAL HARDENING

Abstract

In present work a new method, called by the authors " in depth surface hardening " is suggested, tested and implemented into production. It is applicable predominantly for large rotary details and tools as gears, traversing wheels, rolling disks etc. The technological process consists of volume heating in furnace, gas-flame or combined heating, next water shower cooling and subsequent self-tempering as a result of preliminary heating. When gas-flame or combined heating were used wide range of both surface hardness (35-62 HRC) and hardened layer depth (10-35 mm) with smooth transition to the base structure and hardness were achieved by regulation of the heating parameters and cooling intensity. These results satisfy completely the documentation requirements for the traversing wheels of mechanical handling machines, building techniques and mining machines, rolling mills' rollers and disks, large reduction gears and many other details and tolls. The wide range of steels can be treated: construction, medium-carbon and low alloyed so as carbon and alloyed tool steels. The technologies and equipment worked out on the basis of the method mentioned above could be effectively used in the heavy machine building. KEY WORDS: THERMAL HARDENING, LARGE ROTARY DETAILS, FURNACE AND GAS-FLAME HEATING, ADJUSTABLE WATER SHOWER COOLING, CONSTRUCTION AND TOOL STEELS 1. Увод При уякчаването чрез термично въздействие на детайли и инструменти се използват основно два метода: обемно и повърхностно [1]. При обемното чрез закаляване и отвръщане се уякчава по принцип цялото сечение, като ефективността зависи от качествата " закаляемост " и " прокаляемост " на материала и кинетиката на охлаждане чрез потапяне на нагретия до температурата на аустенитизиране детайл или инструмент [2]. При повърхностното-закаленият слой е с дебелина не повече от 0,1-0,2 от радиуса на обработвания детайл. При непрекъснато-последователно закаляване тази дълбочина не надвишава 5mm[3,4]. Често тези големи различия между методите на обемно и повърхностно закаляване не могат да удовлетворят конструктивните изисквания относно качествата на носещото сечение, поради което се прибягва до тъй нареченото повърхностно закаляване при дълбоко нагряване [4]. За разлика от обикновенното повърхностно закаляване, когато формата и дълбочината на закаления слой и свойствата на уякчените изделия зависят от режима на нагряване, при тази технология крайният резултат се определя и от условията на охлаждане. Най-важният критерий е съотношението между скоростта на охлаждане по сечението на закалявания детайл и критичната скорост за закаляване на стоманата (нейната прокаляемост) [4]. Използват се специално създадени за случая стомани с понижена прокаляемост (ПП по ГОСТ) [2,3]. Характерно изискване на тези стомани е необходимостта от интензивно охлаждане. Поради горните причини се налага и ограничението, отнасящо се преди всичко за уякчаване на детайли с по-малка маса (метчици, полуоси на автомобили и др), като нагряването е обемно, а охлаждането – във вана или в специални охладителни бързо проточни водни тунели. Споменава се възможността за дълбочинно-индукционно нагряване, което се постига посредством разпространението на топлината по дълбочина на повърхностно индукционни нагретия слой [4]. Авторите на фундаментална литература за термично уякчаване [2,3,4] и изследователите [5] не отделят достатъчно внимание за възможностите на самоотвръщането върху качествата след обемно и повърхностно закаляване. Целта на настоящата работа е да предложи на технолозите и производителите обобщения опит от разработването и прилагането на т.н. метод за " дълбочинно-повърхностно " уякчаване. 2. Експлоатационни и теоритико-технологични предпоставки