Способ термической обработки деталей из электротехнической стали

 

СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОП СТАЛИ, преимущественно тонкостенных магнитопроводов болььюго диаметра, включающий, двухкратный отжиг при 950+10 С с промежуточным охлатздением после второго нагрева со скоростью 30-40 °С/ч, отличающийся тем, что, с целью првышения стабильности магнитных свойств, уменьшения коробления и снижения трудоемкости обработки, отжиг проводят в вакууме в течение 1,5-2,0 ч, промежуточное охлаждение осуществляют со скоростью 1100-3000 С/ч до 560-600 °С, после второго нагрева с той же скоростью до 780-800 С, а охлаждение - со скоростью 30-40с/ч проводят от 800 до 600 с. S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NUWI

РЕСПУБЛИК

„.SU„„,ß7ÄÄÙ А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " . -, 1 !

4 * Д ф л.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (21 ) 3515932/22-02 (22) 25.11.82 (46 ) 15..02.84. Бюл. 9 6 (72 ) A.Н.Тарасов, Е.К.Шевченко, Е,Б..Голубева, Ю.М.Горбачев, С.С.Мельников и Ю.Д.Авданин (53 ) 621..785."75 (088.8 ) (56) 1. Магнитомягкие материалы и их техническое применение. ОНТИ-503, wri. 76, 1976.

2. ОСТ 92-1560-79, табл. 1, с.11.

3. Авторское свидетельство СССР

9, 825659, кл. С 21 D 8/12, 1978. (54 ) (57 ) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ И Э ЗЛЕ КТРОТЕХН ИЧЕСКОЙ

СТАЛИ, преимущественно тонкостенных магнитопроводов большого диаметра, вкярочающий двухкратный отжиг при

950+10 С с промежуточным охлаждением после второго нагрева со скоростью 30-40 C/÷, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения стабильности магнитных свойств, уменьшения коробления и снижения трудоемкости обработки, отжиг проводят в вакууме в течение 1,5-2,0 ч, промежуточное охлаждение осуществляют со скоростью 1100-3000 С/ч до

560-600 С, после второго нагревас той же скоростью до 780-800 С, а охлаждение — со скоростью 30-40 С/ч проводят от 800 до 600 С.

1073305 .изобретение относится к термичес- ли, преимущественно тонкостенных кой обработке, к вакуумному отжигу магнитопроводов большого диаметра, магнитопроводов и полюсов специаль- включающему двухкратный отжиг при ных иэделий из магнитомягких матерна 950 + 10 С с промежуточным охлажлов, в частности тонкостенных спе- дением после второго нагрева со циальных деталей повышенной; точности 5 скоростью 30-40 С/ч отжиг прово« из электротехнических сталей. дят в вакууме в течение 1 5-2 ч

I У

Известен способ .обработки магнит- промежуточное охлаждение осуществляных сердечников из электротехничес" ют со скорбстью 1100-3000 С/ч до кой стали, предус«латривающий много- 560-600 С, после второго нагревакратное чередование механической об- щ с той же скоростью до 780-800 С, работки и вакуумных отжигов при тем- а охлаждение - со .скоростью 30 пературах до 1100 С с замедленняа 40 С/ч проводят от 800 до 600 С. охлаждением 30-40 С/ч при каждом С целью повышения стабильности отжиге (1 3. магнитных свойств, уменьшения коробОднако данный способ не позволяет 5 ления при одновременном снижении. получить минимального коробления на трудое«лкости отжига в предлагаемом деталях диаметро«л более 80 мм даже способе в процессе первого отжига в случае применения специаЛьных фик- проводят ускоренное охлаждение в сирующих приспособлений. области фазовой перекристаллизации

Известна схема обработки дет лей 20 вначале после окончаниЯ 1/2 Длительвысокой точности, состоящая из отности изотермической выдержки со жигов при 950 вС, последовательно скоростью 1100-3000 С/ч до 600 С а затем после повышения температуры чередуемых с операциями механичес- и завершения всей выдержки проводят кой обработки и со стабилизирующим охлаждение с этой же скоростью до

820 С, Ялее по общепринятым режипосле чистовой обработки, а также с отпуском при — 00 С бКончамам. При этом в процессе ускореннотельно готовых изделий 2 ). го охлаждения в области от температ ы тиг о днако этот способ трудоемок в туры отжига 950 С до 600 С ниже осуществлении, он наиболее пр,ен „ 30 . " " р ы равная скорость охлаждля деталей простой фо дения обеспечивает минимальную тепдля детале простой формы, симметлов и ст кт н ую руктурную поводку,а при повторном охлаждении после оконча. . недостаточно эффективен для торния выдержки с этой же скоростью, талей сложной конфигурации. но до температуры выие точки Кюри, аиболее блИзк к пре агаемо бедственно повтоРЯетсЯ хаРактеР по технической с ности и достиг перекристаллизации, блокируется вымо резу тату является способ д ление микропримесей по границам термической обработки деталей .из зерен, исключаются дополнительные электротехнической стали, включаюструктурные напряжения, что приводит ий дв и earpes o,950g10 С, 40 к стабилизации магнитных свойств и к структурной нечувствительности до 810 С со cKopocTbD 100-10000C/÷, охла ение после второго агрев при циклических нагревах в процессе

Недостатком известного способа

Практически осуществляют отжиг является то, что способ не позволя- деталей различной конфигурации с нагет исключить коробление деталей с ревом в вакуумных печах типа СШВ и отношением высоты и толщины к диа- СГВ с автоматическим программным метру 1 .5, 1:10 и более с массивным регулированием температуры, предельоснованием, особенно. тонкостенных . 50 ный вакуум — 10 4 - 10 мм рт.ст. Перполюсных наконечников и элементов вому отжигу по предложенному режиму магнитопроводов диаметром более и по прототипу подвергают детали

120-150 мм, не обеспечивает стабиль- с припуском на механическую обработности магнитных свойств при эксплуа- ку (0,2-0,5 мм ). Второй отжиг провотации в условиях неоднократных не- 55 дят после снятия припусков после равномерных разогревов а вакууме окончательной чистовой механической при 300-600 С. обработки. Магнитные свойства изме-.

Цель изобретения - повымние, ряют на баллистической установке стабильности магнитных свойств, Бу-3, уменьшение коробления и снижение 60 трудоемкости .обработки. В таблице представлены режимы обработки и сравнительные свойства

Цель достигается тем, что сог- деталей иэ стали 10880 после отжига ласно способу термической обработки по прецлагаемому режиму и по протоцеталей из электротехнической ста- 65 типу °

1073305

Магнитные. свойства и

Н., а/м В 0е, т

Наименование детали

Величина Суммарная поводки продолжимкм тельность отжига, ч

Режим отжига

950 С 2 ч, ох- .70,0 лаждение

3000 С/ч до

600 оС нагрев до

950 С, 2 ч, охлаждение

3 0 00 0 С/ч до

800 С.

-50

1,48

Полюсные наконечники диаметром 320 мкм

350

1,32

83 i 0

950 С 1,5 ч, охлаждение

21 00 C/ч до

580 С, нагрев до 950 С, 1,5 ч, охлаждение

2100 С/ч до

780 С

Магнитопроводы диаметром

300 мм

1,54.65,0

20 85,5 1, 30

100

950 . С, 2 ч, охла>бдение 1100 С/ч дь 560 С, нагрев до 950 ОС1 2 чу охлажденйе 61,0

1100 С/ч до 790 С

Катушки диаметрси 120 мм

12,5

1,59

86,5 1,28

17,0

80 - магнитные свойства после двух отжигов и провоцирующего, испытательного нагрева.

Пример 1.,Изготовляют полюсные наконечники из стали 10880 (Э10) диаметроМ 320 мм с отношением диаметра к толщине стенки 20г1. Первый. отжиг деталей с припуском на доводку проводят в вакуумной печи

СИВ 8.12/13,при 950 С и вакууме

;2 10-4 w рт.ст., длительность выдержки 4 ч. Через 2 ч после начала выдержки со скоростью 3000 С/ч охлаж- 55 дают до.600 C вновь нагревают до

950 С, а затем через 2 ч охлаждают до 810 С со скоростью 3000 С/ч, после охлаждения со скоростью 30—

40 C/÷ до 500 С завершают охлажде- ц) ние деталей произвольно с печью.

При 60-80 С печь развакуумируют, и выгружают детали на воздух.

Второй отжиг окончательно механически обработанных полюсных наконеч- 65 ников ведут в вакууме в этой же печи по режиму, предусмотренному

ГОСТ 11036-75, при 900 С в течение

3 ч, охлаждение 30-40 С/ч..

Йзменение диаметра деталей при обработке по предложенному способу не,превышает 45-50 мкм против 260350 мкм при обработке по прототипу.

Коэрцитйвная сила после второго отжига Н = 75-78 а/м, индукция В о =

= 1,42 - 1,50 т постоянны при технологических циклических йагревах до 500 С, в то время как при провеФ денни первого отжига по режиму прототипа наблюдается увеличение коэрцитивной силы до Нс = 95-100 а/м и снижение индукции до B = 1,12

1,27 т.

Суммарное сокращение трудоемкость за счет сокращения на 20-30% дли1073305

20

Составитель Г.Пудик

Редактор В.Ковтун Техред Л.Коцюбняк Корректор Г, Orap

Заказ 274/24 Ти ра>:< 54 0 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тельности первого отжига и исключения последующих двух термостабилизирующих отпусков, необходимых при обработке по прототипу, составляет 50-705.

Пример 2. Обрабатывают магнитопроводы сложной формы иэ стали

10880 диаметром 300 мм с основанием толщиной 16 мм и соотношением диаметра к толщине стенки 50:1. При первом отжиге в вакуумной печи "

СШВ 8.12/13 после окончания 1/2 выдержки при 960 <С проводят охлаждение со скоростью 2100 C/÷ до о

600 С, прогрев до 800 С с этой же скоростью, затем замедленно по 15 стандартному режиму. Магнитные характеристики после отжига нс = 64

66 а/м, B o = 1,51-1,54 т.

После второго от><ига при 920 С детали имеют неплоскостность по опорной поверхности 10-20 мкм или на 30-40 мкм ниже, чем при обработке по прототипу. Изменение коэрцитивной силы при циклическом нагреве готовых узлов до 160-180 С б .в течение 1500 ч составляет 3-5Ъ против 10-12% при обработке по прототипу, что говорит о том, что стабильность магнитных свойств магнитопроводов возрастала в два-три раза (см. таблицу ), кроме того общая продолжительность обработки деталей сокращается на 8 ч или на 40%.

Пример 3. Сердечники иэ стали 10880 диаметром 147 мм с отношением диаметра к толщине стенки

70:1 подвергают -вакуумному от><игу в печи СГВ 2.3/15 при 950 С. Охлаждение при первом отжиге через 1,5 ч после начала иэотермической выдержки ведут со скоростью 1100 ОС/ч 40 до 600 C, а по окончании полного времени охлаждения ведут с этой же скоростьют. только до 800 С. Второй отжиг сердечников после доводки проведен. по стандартному режиму. Be- 45 личина поводки по диаметру снижается по сравнению с прототипом на

25-50 мкм, что позволяет исключить стабилизирующий отпуск продолжительностью 3-4 ч для окончательно. готовых деталей. Магнитные характеристики после обработки по предложенному режиму Н. = 66,9 а/м, В я

= 1,56 т.и изменяются после многоо циклового нагрева при 560 С с охлаждением до 20 С до значений о

Н с 75,0 а/м, B9<><> = 1,46 т., увеличивается стабильность магнитных характеристик при многоцикловых нагревах, в 1,5 раза сокращает. ся трудоемкость операций отжига и механической обработки.

При выборе допустимых скоростей охлаждения в процессе первого отжига и изучении влияния скорости охлаждения на стабильность тепловой и структурной деформации при втором отжиге установлено, что предлагаемые условия охлаждения являются оптимальными, так как увеличение скорости охлаждения более

3ррр 0C/÷ ведет к росту деформации симметричных деталей сложной конфигурации. Аналогичное явление имеет место при расширении инжервала ускоренного охлаждения ниже 600 С о после первой половины изотермичес-. о кой выдержки и ниже 800 C после окончания выдержки. В обоих случаях после первого отжига по режимам за пределами предлагаемых требуется увеличение припусков на механическую обработку после первого отжига. Таким образом, только предложенные температурные интервалы и скорости охлаждения при первом .отжиге обеспечивают в конечном счете минимальную поводку, стабильность магнитных свойств при одновременном снижении трудоемкости обработки деталей сложной конфйгурации иэ. электротехнических сталей в 1, 4-2,5 раза.