×
10.03.2014
216.012.a9b7

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ДЕТАЛЕЙ ИЗ СТАЛЬНЫХ ОТЛИВОК

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002509162
Дата охранного документа
10.03.2014
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении шестерен, крестовин, втулок, зубчатых колес и т.д., в том числе работающих при температуре до 500°C и испытывающих при эксплуатации динамические нагрузки и износ. Для обеспечения более высокого комплекса прочностных и пластических характеристик, значений ударной вязкости, а также эффективного упрочнения поверхности деталей получают отливки из стали с содержанием углерода 0,2-0,28 мас.%, хрома 3,5-4,5 мас.%, затем отливки подвергают термической обработке путем закалки с температуры 850-870°C в масло и последующего отпуска при 600-620°C. Полученные отливки механически обрабатывают по заданным техническими условиями поверхностям и проводят низкотемпературную химико-термическую обработку деталей, например азотирование или карбонитрацию. Упрочненный слой детали обладает повышенной теплостойкостью и износостойкостью с микротвердостью поверхности не менее 850HV.
Основные результаты: Способ производства стальных деталей, работающих при повышенных температурах до 500°C, включающий изготовление отливок из низкоуглеродистой легированной стали, содержащей хром, термическую обработку отливок и последующую механическую обработку, отличающийся тем, что содержание углерода в отливках устанавливают в пределах 0,2-0,28 мас.%, хрома в пределах 3,5-4,5 мас.%, а термическую обработку отливок осуществляют путем закалки с температуры 850-870°C в масло с последующим отпуском на 600-620°C, а после механической обработки детали подвергают низкотемпературной химико-термической обработке при температуре 570-580°C.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении шестерен, крестовин, втулок, зубчатых колес и т.д., в том числе работающих при температуре до 500°С и испытывающих при эксплуатации динамические нагрузки и износ.

Известен способ производства деталей из отливок, изготовленных из легированной стали 20ХМЛ, см. ГОСТ 977-88 «Отливки стальные», общие технические условия, Государственный комитет СССР по стандартам, Москва, Издательство стандартов, 1989 г., стр.1, 5-6, 21-22, 24, 39, 50. Способ взят за прототип. Изготовление деталей по способу прототипа заключается в следующем: получают отливки из легированной стали 20ХМЛ всеми способами литья, например, по выплавляемым моделям совместно с образцами-свидетелями для определения химического состава и механических свойств. Литейная сталь 20ХМЛ содержит в своем составе по массе: углерод 0,15-0,25%, легирующие элементы - хром 0,4-0,7% и молибден 0,4-0,6%. Отливки подвергают термической обработке по режиму: нормализуют с температуры 880-890°С с последующим отпуском на 600-650°С. После представленной термической обработки отливки приобретают следующий комплекс механических свойств: предел текучести σ02≥245 МПа, предел прочности σв=441 МПа, относительное удлинение σ≥18%, относительное сужение ψ>30%, ударная вязкость kcu≥294 кДж/м2. После нормализации и высокого отпуска отливки подвергают механической обработке и обеспечивают требуемые размеры деталей согласно технических условий.

Недостатками прототипа являются:

- отливки из стали 20ХМЛ имеют невысокий комплекс механических свойств, поэтому они не могут быть использованы для изготовления деталей повышенной прочности и пластичности и испытывающих при работе значительные ударные нагрузки;

- детали из стали 20ХМЛ обладают низкой износостойкостью, а упрочнять их поверхность, например, азотированием, карбонитрацией, цианированием малоэффективно по причине незначительного содержания в стали нитридообразующих элементов, таких как хром и молибден, причем большая часть молибдена связана в карбидной фазе, поскольку молибден очень активный карбидообразующий элемент.

Предлагаемым изобретением решается задача удешевления производства отливок, эффективного использования шихтовых материалов, исключения из состава молибдена - дорогостоящего дефицитного химического элемента.

Технический результат, получаемый от реализации изобретения, заключается в обеспечении более высокого комплекса прочностных и пластических характеристик, значений ударной вязкости отливок, а также эффективного упрочнения поверхности деталей низкотемпературными способами химико-термической обработки.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе производства деталей, работающих при температуре до 500°C, заключающийся в изготовлении стальных отливок из низкоуглеродистой легированной стали, содержащей в своем составе хром, термической обработке отливок и последующей механической обработке новым является то, что увеличивают в отливках содержание углерода в пределах 0,2-0,28 мас.%, хрома в пределах 3,5-4,5 мас.%, производят закалку отливок с температуры 850-870°C на масло с последующим отпуском на 600-620°C, а после механической обработки отливок детали подвергают низкотемпературной химико-термической обработке при температуре 570-580°C.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, неизвестны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Предложенный способ реализуется следующим образом. Изготовляют отливки, например, шестерен, испытывающие при работе нагрев до 500°C. Отливки из стали с содержанием углерода по массе 0,2-0,28%, хрома по массе 3,5-4,5% с обозначением марки 23Х4Л. Полученные отливки подвергают термической обработке, включающей закалку с температуры 850-870°C на масло с последующим отпуском на 600-620°C.

Статистической обработкой механических свойств, определенных испытанием образцов, прошедших термообработку совместно с отливками разных плавок установлены следующие значения: предел текучести σ02≥600 МПа, предел прочности σв≥980 МПа, относительное удлинение σ≥21%, относительное сужение ψ≥35% ударная вязкость kcu≥500 кДж/м2.

Полученные отливки механически обрабатывают по заданным техническими условиями поверхностям. Финишной операцией является низкотемпературная химико-термическая обработка деталей, например, азотирование или карбонитрация с целью повышения теплостойкости и упрочнения поверхности для повышения износостойкости. Литейная сталь 23Х4Л имеет невысокую температуру закалки, обеспечивает после термической обработки высокий комплекс механических свойств отливок по сравнению со сталью 20ХМЛ, не содержит в своем составе дефицитного дорогостоящего молибдена, обладает хорошими литейными свойствами, дешевле стали 20ХМЛ, эффективно упрочняется в процессе низкотемпературной химико-термической обработки. Упрочненный слой, который формируется в процессе ХТО, обладает повышенной теплостойкостью и износостойкостью. Микротвердость упрочненного слоя деталей с поверхности не менее 850HV. Эффективность упрочнения объясняется повышенным содержанием в стали хрома в пределах 3,5-4,5 мас.% за счет образования нитридов при азотировании и карбонитридов при карбонитрации. Хром как легирующий элемент не является дефицитным, во много раз дешевле молибдена. Содержание углерода в стали 23Х4Л увеличено и определено в пределах 0,2-0,28 мас.% по следующим причинам:

- поднять прочностные и пластические характеристики, а также ударную вязкость отливок, применив отличную от прототипа термическую обработку;

- верхний предел углерода в стали 23Х4Л не должен превышать 0,28 мас.% с тем, чтобы чрезмерно не связать хром в карбидной фазе, иначе не достигнуть эффективного упрочнения поверхности деталей при низкотемпературной ХТО.

Таким образом, детали, изготовленные предложенным способом, с успехом могут работать при повышенной температуре до 550°C, обладают высоким комплексом механических свойств, в том числе испытывающих при эксплуатации ударные нагрузки и износ.

Способ производства стальных деталей, работающих при повышенных температурах до 500°C, включающий изготовление отливок из низкоуглеродистой легированной стали, содержащей хром, термическую обработку отливок и последующую механическую обработку, отличающийся тем, что содержание углерода в отливках устанавливают в пределах 0,2-0,28 мас.%, хрома в пределах 3,5-4,5 мас.%, а термическую обработку отливок осуществляют путем закалки с температуры 850-870°C в масло с последующим отпуском на 600-620°C, а после механической обработки детали подвергают низкотемпературной химико-термической обработке при температуре 570-580°C.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 191-200 of 312 items.
20.01.2018
№218.016.1b4a

Способ изготовления тонкостенных осесимметричных оболочек

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении тонкостенных оболочек. Элементы оболочки изготавливают раздельно и проводят их окончательную упрочняющую термообработку, причем посадочные поверхности у торцов первого элемента выполняют охватывающими посадочные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635980
Дата охранного документа: 17.11.2017
13.02.2018
№218.016.2702

Станок универсальный малогабаритный

Изобретение относится к универсальным станкам для механической обработки древесины, металлов и пластмасс. Универсальный малогабаритный станок включает станину со смонтированными на ней строгальным, пильным, рейсмусовым, токарным, фрезерным и лобзиковым модулями, ножевым валом и приводом....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644017
Дата охранного документа: 07.02.2018
17.02.2018
№218.016.2a4d

Исполнительное устройство перемещения

Изобретение относится к исполнительному устройству перемещения (ИУП). Устройство содержит несущий корпус, разделенный на моторное и аккумуляторное отделения, ходовую часть, приводы и систему автоматического управления. Бронированный корпус ИУП оснащен мишенным отсеком. В моторном отделении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643059
Дата охранного документа: 30.01.2018
04.04.2018
№218.016.366b

Нутромер

Изобретение относится к устройствам для измерения диаметров отверстий, преимущественно сложнопрофильных конических, типа патронников стволов стрелкового оружия. Технический результат заключается в обеспечении объективного контроля диаметров пульного входа и предшествующего ему конуса патронника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646444
Дата охранного документа: 05.03.2018
04.04.2018
№218.016.3732

Храповое устройство для стопорения вала

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к храповым устройствам. Храповое устройство для стопорения вала содержит корпус, вал, храповое колесо, дополнительное храповое колесо, собачки и коромысло. На валу (1) жестко закреплены два храповых колеса (2), которые зеркально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646692
Дата охранного документа: 06.03.2018
10.05.2018
№218.016.3bcf

Устройство для закрепления и регулировки прицельного приспособления на оружии

Изобретение относится к военной технике, в частности к устройствам, применяемым для крепления на оружии приспособлений различных типов. Устройство для закрепления и регулировки прицельного приспособления на оружии содержит опорную балку (1) с осью. Несущий прицельное приспособление (21)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647795
Дата охранного документа: 19.03.2018
10.05.2018
№218.016.4287

Способ изготовления тонкостенных осесимметричных оболочек

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при изготовлении тонкостенных оболочек ракетных двигателей или элементов оболочек с толстостенным дном в ее средней части. Раздельно изготавливают нескольких элементов оболочки, соединяют в неразъемный полуфабрикат. Затем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649477
Дата охранного документа: 03.04.2018
10.05.2018
№218.016.43c8

Система для определения и обеспечения показателей надёжности объекта военной техники

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано для определения и обеспечения показателей надежности транспортных средств специального назначения, оснащенных кузовом - фургоном и имеющих сложную пространственную схему размещения оборудования и аппаратных средств. Система для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649565
Дата охранного документа: 03.04.2018
10.05.2018
№218.016.49a6

Имитатор воздушных целей

Изобретение относится к средствам имитации воздушных целей, в частности к подвижным имитаторам воздушных целей для отработки технических характеристик, контроля технического состояния зенитных комплексов с инфракрасными системами наведения и для обучения расчетов зенитных комплексов при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651457
Дата охранного документа: 19.04.2018
10.05.2018
№218.016.4d27

Система управления многофункционального робототехнического комплекса обеспечения боевых действий

Изобретение относится к информационно-вычислительным системам и устройствам, обеспечивающим решение задач дистанционного управления движением подвижных объектов, оснащенных боевым функциональным модулем, по заданному алгоритму в автоматическом и ручном режимах. Система управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652329
Дата охранного документа: 25.04.2018
Showing 191-200 of 208 items.
20.01.2018
№218.016.1b4a

Способ изготовления тонкостенных осесимметричных оболочек

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении тонкостенных оболочек. Элементы оболочки изготавливают раздельно и проводят их окончательную упрочняющую термообработку, причем посадочные поверхности у торцов первого элемента выполняют охватывающими посадочные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635980
Дата охранного документа: 17.11.2017
13.02.2018
№218.016.2702

Станок универсальный малогабаритный

Изобретение относится к универсальным станкам для механической обработки древесины, металлов и пластмасс. Универсальный малогабаритный станок включает станину со смонтированными на ней строгальным, пильным, рейсмусовым, токарным, фрезерным и лобзиковым модулями, ножевым валом и приводом....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644017
Дата охранного документа: 07.02.2018
17.02.2018
№218.016.2a4d

Исполнительное устройство перемещения

Изобретение относится к исполнительному устройству перемещения (ИУП). Устройство содержит несущий корпус, разделенный на моторное и аккумуляторное отделения, ходовую часть, приводы и систему автоматического управления. Бронированный корпус ИУП оснащен мишенным отсеком. В моторном отделении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643059
Дата охранного документа: 30.01.2018
04.04.2018
№218.016.366b

Нутромер

Изобретение относится к устройствам для измерения диаметров отверстий, преимущественно сложнопрофильных конических, типа патронников стволов стрелкового оружия. Технический результат заключается в обеспечении объективного контроля диаметров пульного входа и предшествующего ему конуса патронника...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646444
Дата охранного документа: 05.03.2018
04.04.2018
№218.016.3732

Храповое устройство для стопорения вала

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к храповым устройствам. Храповое устройство для стопорения вала содержит корпус, вал, храповое колесо, дополнительное храповое колесо, собачки и коромысло. На валу (1) жестко закреплены два храповых колеса (2), которые зеркально...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646692
Дата охранного документа: 06.03.2018
20.02.2019
№219.016.c3ad

Способ изготовления штампового инструмента и форм литья под давлением из литых заготовок мартенситностареющих сталей

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления сложных по геометрии штамповых вставок и элементов пресс-форм из литых заготовок, получаемых методом электрошлакового кокильного литья (ЭКЛ). Расходуемый электрод изготавливают из стружки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002448806
Дата охранного документа: 27.04.2012
01.03.2019
№219.016.cccf

Шахтная печь сопротивления для термической обработки высокоточных тонкостенных деталей

Изобретение относится к шахтной печи сопротивления. Шахтная печь сопротивления для термической обработки деталей состоит из кожуха, футеровки, муфеля с открытой нижней частью, нагревателей, крышки, трубок для входа в рабочее пространство муфеля и выхода из него защитного газа, емкости с рабочей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002336477
Дата охранного документа: 20.10.2008
01.03.2019
№219.016.cd08

Способ получения заготовок дамасской стали

Способ может быть использован для изготовления оружия (клинков, сабель, ножей и т.д.), а также для изготовления инструмента для обработки различных материалов (кожи, пластмассы, древесины). Полученные механической обработкой пластины разных марок стали обезжиривают и, чередуя, собирают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002304048
Дата охранного документа: 10.08.2007
01.03.2019
№219.016.d044

Способ изготовления инструмента из мартенситностареющих сталей

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления сложных штампов, работающих с большими ударными нагрузками, тонколезвийного инструмента, сложных по конфигурации форм литья под давлением алюминиевых сплавов, а также для изготовления гибочных, вытяжных,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002441730
Дата охранного документа: 10.02.2012
11.03.2019
№219.016.db0a

Способ получения ферромагнитной жидкости

Изобретение относится к области коллоидной химии и может быть использовано для получения магнитной жидкости, применяемой в датчиках угла наклона, ускорений и т.д. Способ включает осаждение высокодисперсного магнетита, обработку осадка магнетита в течение 15 минут 50%-ным водным раствором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002410782
Дата охранного документа: 27.01.2011
+ добавить свой РИД