Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕЛКОРАЗМЕРНЫХ РЕЗЬБОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕЛКОРАЗМЕРНЫХ РЕЗЬБОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕЛКОРАЗМЕРНЫХ РЕЗЬБОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке с применением комбинированного нагрева в вакууме и на воздухе и может найти применение в приборостроении, космической технике и электронике. Технический результат - повышение антифрикционных свойств при снижении трудоемкости и энергоемкости, предусматривается также уменьшение деформации. Резьбовые детали нагревают в вакууме с расположением деталей на контактном керамическом нагревательном элементе при температуре 550 - 600oC в течение 5 - 10 мин и проводят окисление при этой же температуре на этом же нагревателе в течение 10 - 15 мин. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2094489
Класс(ы) патента: C21D9/22
Номер заявки: 93036222/02
Дата подачи заявки: 13.07.1993
Дата публикации: 27.10.1997
Заявитель(и): Опытное конструкторское бюро "Факел"
Автор(ы): Тарасов А.Н.; Бобер А.С.
Патентообладатель(и): Опытное конструкторское бюро "Факел"
Описание изобретения: Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке с применением комбинированного нагрева в вакууме и на воздухе, и может найти применение в приборостроении, космической технике и электронике.
Наиболее близким к предлагаемому является способ термической обработки специальных легированных сплавов, предусматривающий проведение нагрева в вакууме или нейтральной среде при температуре 750-800oC в течение 10-45 мин и последующее оксидирование переносом на воздух с дополнительным нагревом при продолжении оксидирования на воздухе (авт. св. N 184098, C 23 C 8/10, 66).
Способ имеет недостатки: не позволяет получить детали с высокими механическими свойствами, вызывает значительное окисление, ухудшающее коррозийные и антифрикционные свойства, сложен в осуществлении и применим для гладких деталей простой конфигурации.
Цель изобретения повышение антифрикционных свойств при сохранении высоких прочностных характеристик, а также снижение трудоемкости и энергоемкости при исключении деформации прецизионных мелкоразмерных деталей.
Для достижения поставленной цели резьбовые мелкоразмерные микровинты, болты и штифты нагревают в вакууме 1,33·10-2 - 1,33·10-3Па, располагая на конкретной керамической плите, и после выдержки при 550-600oC в течение 5-10 мин переносят на воздух вместе с керамической плитой и выдерживают при этой же температуре в течение 10-15 мин.
При этом детали для термической обработки устанавливают на керамическую плиту-нагреватель из вакуумплотной керамики ВК-94-1, имеющей шлифованную опорную поверхность и вмонтированный в керамику нагревательный элемент. В других случаях для менее теплостойких сталей нагрев проводят при температуре до 475oC при передаче тепла через керамику от другого нагревательного элемента.
При этом в процессе вакуумного нагрева контактно теплопроводностью от керамической плиты сокращается время прогрева в сравнении с принятой схемой нагрева излучением от нагревателей вакуумной печи, однако тепловая поводка при этом снижается. В высоколегированных сталях типа O3ХIIHIOM2T, IOXIIH23TMP протекает мартенситное превращение, упрочнение головок крепежных резьбовых деталей и последующее объемное старение всех резьбовых деталей во всем объеме. В легированных сталях других классов протекают процессы отпуска, старения стабилизируются размеры, происходит очистка поверхности резьб.
На втором этапе при переносе на воздух и при выдержке на воздухе формируется на резьбовой и гладкой поверхности тонкая окисная пленка, имеющая лучшие коэффициенты трения, чем по ОСТ 92-8985-78, но не ухудшающая антикоррозионные свойства поверхности деталей, хорошо удерживающая смазку или, наоборот, улучшающая схватывание при проведении контровки с использованием контровочных компаундов и герметиков. В результате обработки при минимальных затратах на электроэнергию, при снижении времени обработки получают прецизионные детали с лучшими эксплуатационными свойствами, чем при обработке по всем известным технологическим схемам.
При практическом осуществлении способа в мелкосерийном производстве технологических источников плазмы обрабатывали различные нестандартный и нормализованный крепеж-винты, шпильки, штифты из сталей ЭП-830, ЭП-678, ЭП-33, ЭП-56, изготовленные из стали-серебрянки, из прутков диаметром 2-4 мм производства завода "Серп и молот", а также резьбовые детали из нержавеющих сталей после криогенного упрочнения I2XI8HIOT, XI7H8.
Использовали керамические плиты из керамики ВК-94-I алюмооксидной производства НПО "Алунд" Тульской области, толщина плит 2-3 мм, металлизация токопроводов молибдено-марганцевой пастой, рабочие температуры 200-700oC.
Для вакуумного нагрева на керамических подставках и нагревателях использовали малоэнергоемкие вакуумные печи СНВЛ-0,8.0,5/IIMI и настольные электрошкафы СНВЛ-3,5.2,5/3М.
Пример. Винты крепежные М2 длиной 8 мм для крепления анода технологической плазменной установки изготоавливали из стали 03ХIIHIOM2T и термообрабатывали по предложенной технологии.
Вначале устанавливали винты по 50 штук на керамические нагреватели круглые, шлифованные из керамики ВК94-I, толщиной 3 мм, помещали в вакуумную настольную печь и нагревали в вакууме 1,33·10-2 Па до температуры 550oC в течение 10 мин.
Затем развакуумировали печь и переносили детали на керамическом нагревателе на воздух и выдерживали при этой же температуре 15 мин. В результате получены винты с прочностью 1560-16600 МПа, ударной вязкостью 45-50 Дж/см2 и поверхностным оксидным слоем 3-8 мкм с коэффициентом трения 0,11-0,12, что позволило проводить сборку узлов с исключением схватывания резьб винтов с нержавеющей сталью, имеющей прочность 780-1150 ОМП.
Повысилась надежность и улучшились эксплуатационные характеристики при работе в вакууме в условиях частых теплосмен. При этом трудоемкость термообработки сократилась в 2,1 раза в сравнении со стандартизованными режимами, исключен брак при сборке, связанный со сжатием шлицев.
В табл. 1 приведены сравнительные характеристики других конструкционных деталей резьбовых шпилек при обработке по предложенному способу и по прототипу.
Пример. Шпильки М2 длиной 10 мм из стали O8X17H5M3 обрабатывали в вакууме с установкой на керамическом шлифованном нагревателе по 30 шт в садке, с выдержкой при 600oC в течение 10 мин, вакуум был 1,33·10-3 Па.
После окончания выдержки переносили садку с керамическим нагревателем на воздух и выдерживали при этой же температуре 15 мин, затем охлаждали шпильки в ванночке с вакуумным маслом ВИ-I с добавкой 0,1% дисульфида молибдена, стряхивая их с керамического поддона.
Обработка позволила получить шпильки с высокими антизадирными свойствами поверхности при комнатной температуре и при температурах 300-480oC при коэффициенте трения 0,09-0,10. При этом прочность основного металла была 950-1000 МПа.
Одновременно исключена деформация по длине, трудоемкость обработки сократилась в 3,5 раза.
При проведении обработки при 450oC получена более высокая прочность основы 1200-1250 МПа, более тонкая оксидная пленка, имеющая лучшие коррозионные свойства и антифрикционные характеристики, превышающие аналогичные при обработке по известной технологии.
Таким образом, способ универсален применительно к различным маркам высокопрочных легированных сталей и существенно улучшает эксплуатационные свойства микрокрепежных деталей в спецтехнике.
Формула изобретения: 1. Способ термической обработки мелкоразмерных резьбовых деталей из легированных сталей, включающий нагрев в вакууме, окисление на вохдухе и охлаждение, отличающийся тем, что нагрев и окисление деталей осуществляют с помощью керамических плоских нагревателей путем размещения на них деталей, при этом нагрев ведут в вакууме 1,33 · 10-2 1,33 · 10-3 Па до 550 600oС в течение 5 10 мин, а затем нагреватель с деталью переносят на воздух и проводят окисление в течение 10 - 15 мин.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагрев проводят путем установки детали головкой на керамический нагреватель резьбовой частью вверх.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что нагрев ведут с помощью передвижных нагревателей из вакуумно-плотной алюмооксидной керамики ВК-94-1.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что охлаждение проводят в среде с добавкой дисульфида молибдена.