RU2094483C1

RU2094483C1 - Method of treating bushings of caterpillar tracks

Info

Publication number: RU2094483C1
Application number: RU9494032958A
Authority: RU
Inventors: Б.К. Ушаков; Г.В. Спиркина; В.Г. Мизин; Л.Б. Ефимова; С.Г. Хисин; В.Н. Васильев; В.В. Береснев
Original assignee: Научно-исследовательский институт металлургии; Акционерное общество "УРАЛТРАК"
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 1997-10-27
Also published as: RU94032958A

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: bushings are made from steel with lowered hardening and carbon content 0.65-0.75% which is micro-alloyed with carbonitride-forming elements and subjected to bulk and surface hardening followed by low drawing to form, on outer and inner surfaces of bushing, strengthened layer with depth constituting 0.17-0.25 thickness of wall and with drawn martensite structure and, in its core, with fine-lamellar perlite or hardening troostite structure. EFFECT: increased reliability determined by increased resistance to abrasive wear and impact loads. 3 tbl

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к производству втулок гусеничного хода для промышленных тракторов, экскаваторов, бульдозеров. The invention relates to mechanical engineering, in particular the production of caterpillar bushings for industrial tractors, excavators, bulldozers.

Втулки гусениц относятся к тяжелонагруженным деталям ходовой системы, подвергающимся динамическим и изгибным нагрузкам, интенсивному износу. Track bushings belong to heavily loaded parts of the undercarriage, subject to dynamic and bending loads, intense wear.

Известен способ изготовления втулок для гусениц промышленных тракторов из низкоуглеродистых малолегированных сталей 20Г, 20Х, 15 20ХМ, подвергаемых цементации, закалке и низкому отпуску (ОСТ 23.1/178-87: Цепи гусеничных промышленных тракторов. Общие технические условия). Структура упрочненной зоны наружной и внутренней поверхностей втулок глубиной 2 3 мм, прошедших обработку по указанной схеме, состоит из отпущенного высокоуглеродистого мартенсита и свободных карбидов, а сердцевины малоуглеродистого мартенсита, феррита, а в ряде случаев верхнего бейнита. A known method of manufacturing bushings for tracks of industrial tractors from low-carbon low alloy steels 20G, 20X, 15 20XM, subjected to cementation, hardening and low tempering (OST 23.1 / 178-87: Chain caterpillar industrial tractors. General technical conditions). The structure of the hardened zone of the outer and inner surfaces of bushings with a depth of 2 3 mm that have been processed according to this scheme consists of tempered high-carbon martensite and free carbides, and the core of low-carbon martensite, ferrite, and, in some cases, upper bainite.

Недостатками таких втулок являются пониженная стойкость противоударных и изгибных нагрузок, относительно низкие надежность и долговечность, обусловленные, прежде всего, наличием избыточной карбидной фазы в цементованной зоне и свободного феррита, верхнего бейнита в сердцевине, а также трудоемкость их изготовления из-за длительности (50 ч) процесса цементации. The disadvantages of such bushings are reduced resistance to shock and bending loads, relatively low reliability and durability, due primarily to the presence of excess carbide phase in the cemented zone and free ferrite, upper bainite in the core, as well as the complexity of their manufacture due to the duration (50 h ) cementation process.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является выбранный в качестве прототипа способ изготовления тракторных втулок из стали 58 (55ПП), подвергнутых объемно-поверхностной закалке при индукционном нагреве (Шепеляковский К.З. Упрочнение деталей машин поверхностной закалкой при индукционном нагреве. М. Машиностроение, 1972, с. 157 160). The closest in technical essence to the present invention is the method of manufacturing tractor sleeves made of steel 58 (55PP), subjected to volume-surface hardening during induction heating (Shepelyakovsky K.Z. Hardening of machine parts by surface hardening under induction heating, selected as a prototype). M. Mechanical Engineering , 1972, p. 157 160).

Существенным недостатком втулок, полученных таким способом, является недостаточная их износостойкость, в связи с относительно низким содержанием углерода в стали 58 (55ПП), а также пониженные вязкие характеристики, обусловленные наличием в сердцевине детали смеси структур избыточного феррита, перлита и троостита закалки. A significant drawback of the bushings obtained in this way is their insufficient wear resistance, due to the relatively low carbon content in steel 58 (55PP), as well as reduced viscous characteristics due to the presence of excess ferrite, perlite and hardened troostite structures in the core of the part.

Изобретение позволяет получить втулки, обладающие высокой надежностью в эксплуатации, определяемой повышенным сопротивлением абразивному изнашиванию и стойкостью к ударным нагрузкам. The invention allows to obtain bushings with high operational reliability, determined by the increased resistance to abrasive wear and resistance to shock loads.

Поставленная задача достигается тем, что втулки выполняют из стали пониженной прокаливаемости с содержанием углерода 0,65 0,75, микролегированной карбонитридообразующими элементами, а закалку и отпуск проводят до образования на наружной и внутренней поверхностях втулки слоя мартенсита глубиной 0,17 0,25 от толщины стенки втулки и тонкопластинчатого перлита или троостита закалки в сердцевине. The task is achieved in that the bushings are made of low hardenability steel with a carbon content of 0.65 0.75, microalloyed with carbonitride-forming elements, and quenching and tempering is carried out until a martensite layer 0.17 0.25 of the thickness is formed on the outer and inner surfaces of the bush walls of the sleeve and thin plate perlite or hardening troostite in the core.

Использование стали пониженной прокаливаемости с указанным уровнем содержания углерода, получение указанных пределов глубины упрочненного слоя и сочетание структур поверхности и сердцевины втулок гусеничных цепей неизвестно, вследствие чего данное техническое решение обладает существенными отличиями. The use of low hardenability steel with a specified carbon content, obtaining the specified limits of the depth of the hardened layer and the combination of surface structures and the core of the track bushings is unknown, as a result of which this technical solution has significant differences.

Нижний предел содержания углерода 0,65% выбран для обеспечения высокой износостойкости втулок при удовлетворительной обрабатываемости стали в процессе их изготовления. The lower limit of carbon content of 0.65% is selected to ensure high wear resistance of the bushings with satisfactory machinability of steel during their manufacture.

При содержании углерода выше верхнего предела 0,75% заметно падает сопротивление хрупкому разрушению втулок при эксплуатации, а также резко ухудшается обрабатываемость внутренней поверхности протяжками. When the carbon content is above the upper limit of 0.75%, the resistance to brittle fracture of the bushings during operation noticeably decreases, and the machinability of the inner surface by broaches sharply deteriorates.

Карбонитридообразующие элементы в небольших количествах сдерживают рост зерна при нагреве под закалку, регулируют прокаливаемость, оказывают благотворное действие на тонкую структуру мартенсита, повышают износостойкость при абразивном изнашивании. Carbonitride-forming elements in small quantities inhibit grain growth during heating under quenching, regulate hardenability, have a beneficial effect on the fine structure of martensite, increase wear resistance during abrasive wear.

Нижний предел глубины закаленной зоны (0,17 от толщины стенки) обусловлен требованиями к максимально допустимой величине износа втулки по радиусу, которая, например, при толщине втулки 12 мм составляет 2 мм, что соответствует 0,17 от толщины стенки. The lower limit of the hardened zone depth (0.17 of the wall thickness) is due to the requirements for the maximum allowable wear of the sleeve along the radius, which, for example, with a sleeve thickness of 12 mm is 2 mm, which corresponds to 0.17 of the wall thickness.

Верхний предел толщины слоя принят 0,25 от толщины стенки, так как при большей толщине слоя снижается работа разрушения втулки при ударных нагрузках. The upper limit of the layer thickness is 0.25 of the wall thickness, since with a larger layer thickness the collapse of the sleeve decreases under impact loads.

Втулки, полученные указанным способом, обладают сопротивлением ударным и изгибным нагрузкам в 2 3 раза и износостойкостью на 15 25% выше, чем втулки, принятые в качестве прототипа и базовые, изготовленные из цементируемых сталей по традиционной технологии. The bushings obtained in this way have a resistance to shock and bending loads of 2 to 3 times and wear resistance 15 to 25% higher than the bushings adopted as a prototype and the base, made of cemented steel according to traditional technology.

Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.

В соответствии с изобретением были изготовлены втулки гусениц трактора Т-170 для проведения лабораторных и промышленных испытаний. In accordance with the invention, track sleeves for the T-170 tractor were manufactured for laboratory and industrial testing.

Использовали сталь пониженной прокаливаемости с содержанием углерода 0,65 0,75% Втулки изготавливали механической обработкой из горячекатаных труб размером 71 х 45 мм. Обрабатываемость резанием была удовлетворительной. Втулки подвергали объемно-поверхностной закалке при сквозном нагреве ТВЧ до 820 850^oC с охлаждением потоком воды и последующему отпуску при 150 - 200^oC.We used low hardenability steel with a carbon content of 0.65 0.75%. The bushings were machined from hot-rolled pipes 71 x 45 mm in size. Machinability was satisfactory. The bushings were subjected to volume-surface hardening with through heating of the high-frequency current to 820 850 ^o C with cooling by a stream of water and subsequent tempering at 150 - 200 ^o C.

Параллельно испытаниям подвергали втулки серийного производства из стали 20Г, упрочненные химико-термической обработкой и известные из стали пониженной прокаливаемости марки 58 (55ПП). In parallel with the tests, bushings of serial production from steel 20G, hardened by chemical-thermal treatment and known from steel of low hardenability of grade 58 (55ПП), were subjected to testing.

В табл. 1 3 приведены результаты испытаний. In the table. 1 3 shows the test results.

Claims

A method of processing bushings of caterpillar chains, including volume hardening and tempering at 150,200 ^° C, characterized in that the bushings are made of steel of low hardenability with a carbon content of 0.65 0.75 microalloyed carbonitride-forming elements, and hardening and tempering are carried out until external and the inner surface of the sleeve of a martensite layer with a depth of 0.17 0.25 of the thickness of the wall of the sleeve and thin plate perlite or hardening troostite in the core.