Закалка с индукционного нагрева волочильных оправок с хвостовиками

А. В. НИКОЛЕНКО
Людиновский тепловозостроительный завод
ISSN 0026-0819. «Металловедение и термическая обработка металлов», № 4. 1963 г.

При волочении толстостенных труб наблюдался массовый выход из строя полых оправок по растрескиванию. Для предотвращения растрескивания применяли оправки сплошного сечения с хвостовиками, которые предназначены для крепления оправки к борштанге. Оправки с хвостовиками, так же как и полые, подвергали цементации, закалке и отпуску. Однако при испытании хвостовая часть оправок лопалась по резьбе до её износа. Замена объемной закалки поверхностной закалкой с индукционного нагрева устраняет поломки хвостовой части.

Оправки изготовляли из поковок стали ЗОХГСА диаметром 40 мм и длиной 160 мм. Механически обработанные оправки цементовали в твердом карбюризаторе до получения слоя 1,3-1,7 мм на рабочей поверхности; затем оправки закаливали с 830-850 °C в проточной воде.

Закаленные оправки отпускали при 180-200 °C, подвергали шлифованию рабочей поверхности, хромированию и отпуску
при 150-200 °C. В процессе эксплуатации оправки разрушались по резьбе. Объемная закалка была заменена поверхностной, так как при поверхностной закалке можно закаливать только рабочую часть оправки.

Высокочастотная станция с машинным генератором МГЗ-102, предназначенная для поверхностного нагрева стальных деталей диаметром 35-100 мм на глубину 2-6 мм, состоит из высокочастотного мотор-генератора мощностью 100 кВт с частотой 2500 Гц; нагревательной станции с аппаратурой управления; трансформатора и индуктора; токарного станка, в центрах которого устанавливается закаливаемая деталь.

В процессе работы короткие оправки с хвостовиками испытывают напряжение при волочении труб, поэтому предел усталости оправок снижается. Из работы [1] известно, что соотношение между толщиной закаленного слоя и сердцевины определяет величину предела усталости. Наибольший предел усталости достигается при одинаковой жесткости наружного слоя и сердцевины — при закаленном слое, равном 0,1 диаметра детали; толщина закаленного слоя для коротких оправок с хвостовиками диаметром 30-40 мм должна быть 3-4 мм.

Определяли прочность и стойкость оправок. Массовое испытание оправок показало, что оправки выходили из строя по износу, а не по поломкам. Следовательно, поверхностная закалка резко повышает прочность хвостовой части оправок.

Оправки испытывали при волочении толстостенных труб (толщина стенки 6-6,5 мм) на станинах с различными скоростями передвижения цепей. Стойкость оправок с хвостовиками составляла в среднем 220 труб. Хвостовики выходили из строя по износу.

Выводы. 1. Короткие оправки с хвостовиками для волочения толстостенных труб не растрескиваются и имеют большую стойкость, чем полые.
2. Применение поверхностной закалки с индукционного нагрева позволило исключить случаи поломок оправок по резьбовой части.
3. Поверхностная закалка с индукционного нагрева обеспечивает получение слоя глубиной 3-4 мм, твердостью HRC 58-64.

Список литературы:

1. Лозинский М. Г. Поверхностная закалка и индукционный нагрев стали. Машгиз, 1949.