Установка для термообработки калиброванной стали

 

Изобретение относится к области термической обработки металлов и сплавов, преимущественно может быть использовано для рекристаллизационного, сфероидизирующего отжига, закалки калиброванной стали на двухфазную феррито-мартенситную структуру и улучшения (закалки и отпуска) калиброванной стали. Установка содержит разматывающее устройство (У), правильное У, узлы деформации и охлаждения, индуктор отпуска и наматывающее У. Узел деформации выполнен в виде расположенной перед нагревательным У фильеры, где происходит предварительная деформация на 5-10 %, необходимая для интенсификации диффузионных процессов перед закалкой. 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для термической обработки металлов и сплавов и может быть использовано преимущественно для рекристаллизационного, сфероидизирующего отжига, закалки калиброванной стали на двухфазную феррито-мартенситную структуру (ДФМС) и улучшения (закалки и отпуска) калиброванной стали, предназначенной для изготовления высокопрочных крепежных изделий методом холодной объемной штамповки (ХОШ).

Традиционная технология проведения сфероидизирующего отжига стали предусматривает нагрев в колпаковой печи до температуры, равной А_c1+20-40^oC, выдержку около 24 часов и охлаждение со скоростью ≅0,5^oC/сек. Общая продолжительность отжига составляет 20-25 час. Технология закалки на двухфазную структуру предусматривает нагрев в межкритический интервал с последующим быстрым охлаждением стали, причем для обеспечения стабильности свойств необходимо точное поддержание температуры.

Известна технология проведения рекристаллизационно-сфероидизирующего отжига с частичной фазовой перекристаллизацией, заключающаяся в нагреве выше А_c1 и последующем медленном (0,05-0,5^oC/сек) охлаждении. Преимуществом данной технологии является значительно меньшая продолжительность термической обработки по сравнению с обработкой в колпаковой печи. Известные в настоящее время технологические решения, обеспечивающие получение двухфазной феррито-мартенситной структуры калиброванной проволоки, предусматривают ее нагрев в бунтах в камерных печах, что не обеспечивает требуемой стабильности свойств. Аналогичные недостатки свойственны и для улучшения бунтов калиброванной стали при закалке и отпуске в камерных печах.

Известно использование индукционного нагрева в линиях для термообработки проволоки, например в установках для индукционного нагрева проволоки (а.с. N 544686, кл. C 21 D 1/12 или а.с. N 899674, кл. C 21 D 1/10).

Наиболее близким по существу является линия для термообработки проволоки, содержащая разматывающее, правильное, нагревательное, закалочное, тянущее и подматывающее устройства. Закалочное устройство состоит из двухкамерного спрейера, расположенного перед тянущим устройством, причем камера предварительного охлаждения снабжена патрубками для одновременного подвода воды и сжатого воздуха, а камера быстрого охлаждения патрубками для подвода воды. Данная линия позволяет получать ДФМС в калиброванной стали и изготавливать высокопрочные крепежные изделия без завершающего термоупрочнения (см. заявку N 493697/02 (041057), C 21 D 1/10).

Недостатком данного оборудования при использовании для сфероидизирующего и рекристаллизационного отжига с частичной фазовой перекристаллизацией является невозможность обеспечения требуемых скоростей охлаждения (0,05-0,5^oC/с). К недостаткам использования оборудования следует отнести также невозможность проведения сложной термической обработки, в частности закалки с последующим отпуском, или циклической термообработки. В установке не предусмотрена возможность калибровки проволоки с небольшими (5-7) степенями обжатия, что необходимо для интенсификации процессов, происходящих при термообработке.

Устранение этих недостатков достигается тем, что для обеспечения возможности проведения отжига, закалки на ДФМС и улучшения на одной линии установка снабжена фильерой, расположенной перед подающим устройством, где происходит предварительная деформация на 5-10 необходимая для интенсификации диффузионных процессов перед закалкой, а также введен дополнительно второй индуктор для проведения отпуска после закалки калиброванной стали. Наличие второго индуктора позволит также проводить в случае необходимости циклическую термообработку с двумя аустенизациями. Данная компановка установки придает ей универсальность и позволяет проводить различные типы термообработки (отжиг, закалку, отпуск) без существенной ее переналадки. На чертеже представлен общий вид установки, где 1 разматывающее устройство, 2 фильера, 3 правильно-толкающее устройство, 4 индуктор, 5 - сменный блок охлаждения, 6 второй индуктор и 7 сматывающее устройство.

Установка работает следующим образом. С разматывающего устройства 1 пруток поступает через фильеру 2 на правильно-толкающее устройство 3, затем проходит через индуктор 4, где нагревается. Далее пруток поступает в сменный блок охлаждения 5, где при проведении рекристаллизационно-сфероидизирующего отжига пруток медленно охлаждается до температуры порядка 550^oC, а в случае закалки на ДФМС охлаждается сначала водовоздушной смесью в камере предварительного охлаждения, а затем водой в камере быстрого охлаждения. Далее пруток попадает во второй индуктор 6, где предусмотрен либо нагрев в аустенитную область (в случае проведения циклической обработки), либо нагрев до Т≅А_с3 ( в случае проведения отпуска). Далее пруток подается в сматывающее устройство 7, где в случае проведения отжига обеспечиваются требуемый условия охлаждения.

Внедрение предлагаемой установки для сфероидизирующего отжига, закалки на ДФМС и улучшения калиброванной стали позволит отказаться от низкопроизводительных колпаковых печей, применяемых в настоящее время для отжига и закалки стали перед холодной объемной штамповкой, повысит качество термообработанной стали и значительно улучшит условия эксплуатации.

Формула изобретения

Установка для термообработки калиброванной стали, содержащая разматывающее устройство, правильное устройство, узел нагрева, узлы деформации и охлаждения, индуктор отпуска и сматывающее устройство, отличающаяся тем, что узел деформации выполнен в виде фильеры и расположен перед узлом нагрева.

РИСУНКИ

Рисунок 1