Спосіб термічної обробки фасонних профілів гостряків стрілкових переводів

1. Спосіб термічної обробки фасонних профілів гостряків стрілкових переводів, що включає пружний згин профілю опуклістю на головку, послідовне по довжині профілю індукційне нагрівання головки під загартовування, охолодження і са 2 3 77908 Винахід відноситься до термічної обробки спеціальних виробів зі сталі і може бути використаний при виготовленні фасонних профілів гостряків стрілкових переводів. Найбільш близьким за сукупністю ознак до винаходу, що заявляється, є обраний за прототип спосіб термічної обробки прокатних фасонних профілів, наприклад, рейок, який включає пружний згин профілю опуклістю на головку, послідовне по довжині профілю індукційне нагрівання головки під загартовування, охолодження і самовідпуск. При цьому перед нагріванням головки під загартовування її підігрівають до температури окалиноутворення шляхом газополум'яного нагрівання. Для охолодження головки використовують водоповітряну суміш [Авт.св. СРСР №596642, МПК5 С21D9/04, 1978]. У способі, що заявляється, і обраному прототипі збігаються такі суттєві ознаки. Обидва способи включають пружний згин профілю опуклістю на головку, послідовне по довжині профілю індукційне нагрівання головки під загартовування, охолодження і самовідпуск. Одержанню очікуваного технічного результату при використанні прототипу перешкоджають такі причини. Для прокатних фасонних профілів гостряків стрілкових переводів площа перерізу на ділянці від кореня гостряка до його вістря змінюється по довжині профілю від максимальної в корені гостряка до мінімальної на вістрі гостряка. У зв'язку з цим при послідовному по довжині індукційному нагріванні профілю гостряка стрілкових переводів температура головки змінюється по довжині профілю і сусідні ділянки головки надходять на загартовування при неоднаковій температурі. При цьому від кореня гостряка до його вістря в нижніх шарах головки накопичується різний запас тепла, що впливає на процес самовідпуску. Все це призводить до неоднорідної структури металу головки після загартовування та до неоднакової твердості на поверхні головки по довжині профілю. В основу винаходу поставлено технічну задачу створити такий спосіб термічної обробки фасонних профілів гостряків стрілкових переводів, у якому вдосконалення шляхом введення нової сукупності дій, дозволило б при використанні винаходу забезпечити досягнення технічного результату, що полягає в підвищенні однорідності структури металу загартованого шару головки профілю та в підвищенні рівномірності твердості на поверхні головки профілю по довжині профілю. Спосіб термічної обробки фасонних профілів гостряків стрілкових переводів, що заявляється, включає пружний згин профілю випуклістю на головку, послідовне по довжині профілю індукційне нагрівання головки під загартовування, охолодження і самовідпуск. При цьому під час послідовного по довжині профілю індукційного нагрівання головки під загартовування потужність індукційного нагрівання послідовно збільшують при збільшенні площі перерізу головки, що нагрівається, або послідовно зменшують при зменшенні площі 4 перерізу головки, що нагрівається, підтримуючи по довжині профілю однакову температуру головки під загартовування. В окремих випадках використання спосіб термічної обробки фасонних профілів гостряків стрілкових переводів, який заявляється, характеризується тим, що: - потужність індукційного нагрівання головки під загартовування регулюють у відповідності з формулою: N i = Nmax ´ Fi , Fmax де: Ni - потужність індукційного нагрівання головки під загартовування в даному місці; Nmax - потужність індукційного нагрівання головки під загартовування в місці з максимальною площею перерізу головки; Fi – площа перерізу головки в даному місці нагрівання головки під загартовування; Fmax - максимальна площа перерізу головки при її нагріванні під загартовування; - додатково здійснюють індукційне нагрівання головки під загартовування її бічних граней; - перед нагріванням головки під загартовування її підігрівають до температури окалиноутворення; - до температури окалиноутворення головку підігрівають шляхом індукційного нагрівання струмами середньої частоти; - до температури окалиноутворення головку підігрівають шляхом газополум'яного нагрівання; - для охолодження головки використовують стиснене повітря з температурою в межах від 10°С до +10°С; - для охолодження головки використовують водоповітряну суміш у співвідношенні від 1:3 до 3:1. При використанні винаходу очікується досягнення технічного результату, що полягає в підвищені однорідності структури металу загартованого поверхневого шару головки гостряків стрілкових переводів та в підвищені рівномірності твердості на поверхні головки по довжині профілю. Між ознаками способу термічної обробки фасонних профілів гостряків стрілкових переводів, який заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Послідовне регулювання потужності індукційного нагрівання головки під загартовування в залежності від площі її перерізу, збільшення потужності Індукційного нагрівання при збільшенні площі перерізу головки, що нагрівається, або послідовне зменшення потужності індукційного нагрівання при зменшенні площі перерізу головки, що нагрівається, підтримуючи при цьому по довжині профілю однакову температуру головки під загартовування, що дозволяє забезпечити однакові умови загартовування і самовідпуску сусідніх діля 5 77908 6 нок головки. Якщо головку гостряка стрілкового з необхідною сорбітно-троститною структурою переводу послідовно нагрівають під загартовуванметалу. Вищезазначені ознаки способу термічної ня починаючи з вістря, то потужність індукційного обробки фасонних профілів гостряків стрілкових нагрівання послідовно збільшують в залежності від переводів, що заявляється, сприяють забезпечензбільшення площі перерізу головки, що нагріваню однакових умов загартовування і самовідпуску ється, підтримуючи однакову температуру головки сусідніх ділянок головки профілю, підвищенню під загартовування по довжині профілю. Якщо гооднорідності структури металу загартованої гололовку гостряка стрілкового переводу послідовно вки профілю, глибини і поверхневої твердості занагрівають під загартовування починаючи з корегартованого шару, рівномірності твердості на роня, то потужність індукційного нагрівання послідобочих поверхнях головки профілю з перемінною по вно зменшують в залежності від зменшення площі довжині площею перерізу. перерізу головки, що нагрівається, підтримуючи У конкретному прикладі спосіб термічної оброоднакову температуру головки під загартовування бки фасонних профілів гостряків стрілкових перепо довжині профілю. При цьому від кореня гостряводів, що заявляється, реалізується так. На стенді ка до його вістря в нижніх шарах головки накопидля загартовування здійснюють пружний згин чується однаковий запас тепла для самовідпуску. профілю опуклістю на головку за допомогою циліЗавдяки забезпеченню однакових умов для загарндрів для згину. Установлюють індуктор симетричтовування і самовідпуску сусідніх ділянок головки но головки профілю із зазором від 2 до 5 мм. Напідвищується однорідність структури металу загагрівання гостряка стрілкового переводу ртованого поверхневого шару головки та рівномірздійснюють починаючи з його вістря, відступивши ність твердості на поверхні головки по довжині від кінця близько 250мм. Після нагрівання поверхпрофілю. невого шару головки в даному місці до 920°С Регулюва ти при послідовному по довжині стенд з профілем послідовно переміщують відноспрофілю індукційному нагріванні головки під загарно індуктора зі швидкістю близько 300 мм за хвитовування потужність індукційного нагрівання в лину, здійснюючи послідовне по довжині профілю даному місці в залежності від конкретної величини індукційне нагрівання головки під загартовування площі перерізу головки в цьому місці доцільно у на ділянці фасонного профілю з перемінною по відповідності до вищенаведеної математичної фойого довжині площею перерізу головки. При цьому рмули, яку виведено на основі експериментальних потужність індукційного нагрівання послідовно даних. збільшують від 100кВт до 120кВт в залежності від Індукційне нагрівання бічних граней головки збільшення площі перерізу головки, що нагрівапри послідовному по довжині профілю індукційноється, підтримуючи однакову температуру головки му нагріванні головки під загартовування доцільно під загартовування по довжині профілю від вістря здійснювати для забезпечення загартовування до кореня гостряка стрілкового переводу. Корінь бічних граней головки одночасно із загартовувангостряка стрілкового переводу, де площа перерізу ням поверхневого шару головки. При цьому завдяголовки максимальна, нагрівають з максимальною ки одночасному нагріванню головки з різних боків потужністю індукційного нагрівання в 120кВт. Для забезпечуються однакові умови для загартовуванохолодження головки стиснене повітря при темпеня і самовідпуску сусідніх з бічними гранями діляратурі близькій до 0°С подають в насадки під тиснок головки і підвищується однорідність структури ком 0,4 ¸ 0,5МПа (4 ¸ 5ат). Для охолодженої голометалу загартованого поверхневого шару головки вки забезпечують її самовідпуск. Після та рівномірність твердості на поверхні головки по проходження кінця кореня гостряка стрілкового довжині профілю. переводу відносно останнього витка індуктора Підігрівання головки перед її загартовуванням нагрівання закінчують, а після виходу профілю з до температури окалиноутворення шляхом індукпід повітряних насадок припиняють подачу стисційного нагрівання струмами середньої частоти неного повітря і стенд зупиняють. або шляхом газополум'яного нагрівання забезпеВ результаті використання способу термічної чує підви щення глибини нагріву головки і відповідобробки фасонних профілів гостряків стрілкових но глибини загартованого поверхневого шару гопереводів, що заявляється, забезпечується необловки з однорідною сорбітно-трооститною хідна глибина загартованого поверхневого шару структурою металу. головки гостряків стрілкових переводів з однорідЕкспериментальне встановлено, що охолоною сорбітно-троститною структурою металу; на дження головки стисненим повітрям з температу10 ¸ 15% підвищується твердість та її рівномірність рою, яка менше -10°С або більше +10°С, та водона робочих поверхнях головки на ділянках фасонповітряною сумішшю із співвідношенням менше ного профілю з перемінною по довжині площею 1:3 або більше 3:1 не забезпечує максимальну перерізу. глибину загартованого поверхневого шару головки Комп’ютерна в ерстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601