Спосіб термообробки сталевого холоднодеформованого дроту

Реферат: Спосіб термообробки сталевого холоднодеформованого дроту, при якому через дріт 3 12 попередньо короткочасно пропускають у вигляді імпульсу електричний струм щільністю 10 -10 2 А/м . UA 69766 U (12) UA 69766 U UA 69766 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі виробництва дроту, а більш конкретно до термообробки дроту для виробів, які піддаються гартуванню, наприклад, дрібнорозмірного інструмента та деталей, що виготовляються з попередньо холоднодеформованого дроту, і може бути використана при виробництві дрібнорозмірного інструмента типу свердел, мітчиків, голок та деталей музичних інструментів діаметром не більше 2-3 мм із холоднотянутого дроту зі вмістом 0,6-1,5 % (мас.) вуглецю. Відомий спосіб термічної обробки деталей підшипників з високовуглецевих підшипникових сталей, що включає сфероідизуючий відпал шляхом повільного нагрівання до 780-820 °C, витримку після вирівнювання температури не менш однієї години, охолодження до температури 600-500 °C зі швидкістю 20-30 °C/год., гартування і низький відпуск на структуру мартенситу відпуску (Большаков Вл.И. Оборудование термических цехов, технологии термической и комбинированной обработки металлопродукции. Вл.И. Большаков, И.Е. Долженков, А.В. Зайцев / Днепропетровск: РИА "Днепр-VAL", 2010. - 619 с. - С. 577-578). Недоліком відомого способу термообробки деталей підшипників є велика тривалість процесу сфероідизуючого відпалу. Відомий спосіб термічної обробки дрібнорозмірного інструмента із холоднодеформованого дроту, що включає відпал на зернистий перліт, неповне гартування і відпуск на структуру мартенсита відпуску, в якому відпал проводять шляхом короткочасного нагрівання до 550600 °C протягом 5-30 хв. з наступним догріванням до температури гартування (Патент України на корисну модель № 64078, С 21 Д 1/26. Опубл. 25.10.2011. Бюл. № 20/2011). Цей спосіб по технічній суті є найбільш близьким до способу, що заявляється, і тому прийнятий як найближчий аналог. Ознаками, загальними для найближчого аналога й способу термообробки сталевого холоднодеформованого дроту, що заявляється, є нагріви у печах не вище ніж т.А c1 для відпалу на зернистий перліт. Недоліком відомого способу термічної обробки дрібнорозмірного інструмента із холоднодеформованого дроту є недостатньо повна сфероідизація карбідів та тривалість нагріву, яка не відповідає подальшій тривалості при наступному нагріванні під гартування. В основу пропонованої корисної моделі поставлено задачу такого вдосконалення способу термообробки сталевого холоднодеформованого дроту, що дозволило б прискорити ділення пластин цементиту і далі процес сфероідизації карбідів і досягти повноти сфероідизації, а за рахунок цього скоротити тривалість відпалу й термообробки дроту в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що в способі термообробки сталевого холоднодеформованого дроту, що включає пічне нагрівання не вище т.А с1, попередньо через 3 12 2 дріт пропускають короткочасно у вигляді імпульсу електричний струм щільністю 10 -10 А/м . Новими ознаками способу термообробки сталевого холоднодеформованого дроту є те, що попередньо через дріт пропускають короткочасно у вигляді імпульсу електричний струм 3 12 2 щільністю10 -10 А/м . Завдяки новим ознакам прискорюється процес сфероідизації карбідів у попередньо холоднодеформованому дроті, тому що короткочасне пропускання імпульсу електричного струму суттєво прискорює процес розподілу цементитних пластин вздовж субграниць, сформованих під час холодної деформації дроту, а потім приводить до утворення нанорозмірних карбідних часток діаметром близько 30 нм: це підтверджується прямими експериментами (Qin R.S. Electropulse-induced cementite nanoparticle formation in deformed pearlitic steels / R.S. Qin, E.I. Samuel, A. Bhowmik // Journal of Materials Sci.-2011. - № 46. - P. 2838-2842); ці частки є зародками для утворення зернистих карбідів. Утворені наночастки під час подальшого пічного нагріву стають центрами сфероідизації, завдяки чому процес останньої скорочується. Спосіб термообробки сталевого холоднодеформованого дроту здійснюють таким чином. Через холоднодеформований дріт короткочасно пропускають імпульс електричного струму 3 12 2 щільністю 10 -10 А/м , після чого дріт поміщають у піч для термічної обробки і нагрівають до температури не вище т.Аc1, наприклад до 550-600 °C протягом 1-5 хв. Завдяки заявленому способу термообробки сталевого холоднодеформованого дроту утворення зернистих карбідів розпочинається під час пропускання електричного струму і при подальшому нагріванні прискорюється процес остаточної повної сфероідизації карбідів, що підвищує повноту сфероідизації і скорочує загальний час термообробки попередньо холоднодеформованого дроту. Приклад. Для здійснення заявленого способу термообробки сталевого холоднодеформованого дроту брали холоднодеформований дріт діам. 2,0 мм зі сталі 85, % мас. (0,83С, 0,64 Мn, 0,26 Si, не більше 0,25 Сr, 0,035 Р, 0,035 S, 0,2 Сu, 0,25 Ni), з якого 1 UA 69766 U 5 10 15 20 нарізали зразки довжиною 30 мм кожний. Ступінь холодної деформації дроту становила 75 %. Далі для одержання зародків зернистих карбідів робили зразки закріплювали замість зварювального електрода у зварювальному апараті марки ТСД -2000 і пропускали короткочасно 8 2 у режимі короткого замикання струм щільністю (2,5-7)* 10 А/м . Потім для отримання структури 100 % зернистих карбідів проводили нагрівання зразків до 500-650 °C протягом 1-5 хв. у малогабаритній печі СНОЛ - 1,6.2,5.1/7. Контрольні зразки монтували в оправлення, заливали епоксидним клеєм марки ЕДП, вивчали мікроструктуру і вимірювали поперечник карбідів (мкм). Усереднені результати вимірів наведені в таблиці. Для порівняння ті ж параметри визначали для способу найближчого аналогу. Візуальний аналіз мікроструктур за допомогою мікроскопу МІМ - 7 при збільшенні х500 показав, що після проведення термообробки по способу, що заявляється, мікроструктура зразків складається зі 100 % карбідів, форма яких наближена до сферичної. У зразках без попереднього пропускання струму великий відсоток карбідів, одержаних під час витримки 5 хв., має витягнуту форму, місцями ділення пластин не до кінця закінчилося. Як можна бачити з таблиці, спосіб термообробки сталевого холоднодеформованого дроту, що заявляється, дозволяє скоротити тривалість сфероідизуючого відпалу в 5-6 разів, а відсоток карбідів, що мають форму близьку до сферичної, при цьому помітно збільшується. Таким чином, при проведенні термообробки по способу, що заявляється, скорочує тривалість відпалу при одночасному покращенні отримуваної структури. Таблиця Порівняльні результати опробування способу термообробки сталевого холоднодеформованого дроту Параметри відпалу , хв. Т, °C 500 550 600 650 1 5 30 1 5 30 1 5 30 1 5 30 Середній поперечник карбідів по способу, мкм Без попереднього пропускання Що заявляється струму 0,25 0,39 0,33 0,37 0,31 0,40 0,45 0,42 0,38 0,47 0,42 0,45 0,43 0,64 0,45 0,67 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб термообробки сталевого холоднодеформованого дроту, що включає пічне нагрівання не вище т. Ac1, який відрізняється тим, що через дріт попередньо короткочасно пропускають у 3 12 2 вигляді імпульсу електричний струм щільністю 10 -10 А/м . Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2