Способ упрочнения изделий

 

501 А, СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

SU ае <в

3(50 С 21 0 8/00 (21) 3346208/22-02 .(22) 12,10.81 (46) 23.04.83. Бюл. и 15 (72) Г.А. Агасьянц, В.Г. Панкратов, В.Н; Соминич, В.С. Сысоева, А.И.lIerкодух, Б.И, Дризин и Л.E. Яковлев. (53) 621.785.79(088..8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 223124, кл. С 21 О 8/00, 1967.2. Патент ФРГ И 1060197, кл. 47 а 17, .опублик. 1959.

3. Авторское свидетельство СССР

N 711127, кл. С 21 0 8/00, 1976..

4. Авторское свидетельство СССР

И 406916, кл..С 2I 0 8/00 1971 ° (54)(57) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ, включающий термомеханическую обработку с использованием деФормации кручения, механическую обработку, поверхностный наклеп и холодную деФормацию кручением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,.с целью повышения долговечности, одновременно с деФормацией кручением при термомеханической обработке осуществляют осевую деформацию растяжением со степенью деформации в пределах 0,5-1,04.

1 101)

Изобретение относится к упрочнению изделий и предназначено для обработки изделий, работающих на статическое и циклическое кручение для повышения их долговечности.

Известен способ упрочнения стальных изделий закалкой с отпуском и последующим деформированием гидроэкструзией 1 1)..

Однако способ не обеспечивает рас- 10 положения волокон материала детали в направлении максимальных напряжений, возникающих при кручении. Кроме этого, не позволяет повысить долговечность деталей.

1.5

Известен способ упрочнения торсионного вала, по которому заготовки деталей (прутки) предварительно за" кручивают при 500-700 Г, располагая . волокна под определенным углом, затем 0 деталь механически и термически обрабатывают ? 1.

Однако способ не обеспечивает достаточного повышения долговечности и прочности изделий, поскольку за.крученное состояние волокон вала не фиксируется .одновременной термической обработкой (не реализован эффект термомеханического упрочнения ), отсутствуют также и последующие упрочняющие операции.

Известен способ термомеханической обработки изделий, включающий нагрев последовательно токами высокой частоты путем непрерывного пере- мещения нагреваемой зоны вдоль оси, 35 кручение изделия в зоне нагрева и охлаждение, причем для исключения возможных деформаций, появляющихся в процессе закрутки, изделие одновременно растягивают с усилием P = 40

0,25 (33 °

Недостаток способа дает наиболь" ший эффект при его использовании для деталей переменного сечения, а также в случае, когда угол закрутки нуж-45 но менять по длине, т.е. одну часть детали закрутить в одну сторону, а вторую - в обратную за одну установку. При обработке деталей, у которых диаметр стержня не меняется по длине,50 прочностные характеристики зависят в основном от суммарной степени деформации при кручении.

501 2 пературную) с использованием деформации кручением, Финишную механическую обработку (чистовое шлифование, хонингование и др.), поверхностный наклеп, например, путем обкатки роликами, обдувкой дробью и холодную деформацию кручением (заневоли" вание), причем направление деформации кручением как горячей, так и холодной) совпадает с приложением рабочих напряжений P4).

Однако при обработке по этому способу длинномерных деталей с отношением длины к диаметру более 810 деформация при кручении неравномерно распределяется по длине детали вследствие как имеющегося коробления исходного. изделия, так и коробления, возникающего при его кручении. Это приводит к различному угловому расположению волокон вдоль оси изделия и, как следствие, к не" стабильности в их свойствах, что, в конечном счете, снижает долговечность изделий.

Цель изобретения - повышение долговечности деталей, работающих на кручение.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему термомеханическую обработку изделия с использованием деформации кручения, механическую обработку, поверхностный наклеп и холодную деформацию кручением, одновременно с деформацией кручением при термомеханической обработке осуществляют осевую деформацию растяжением со степенью деформации 0,5-1,03.

Повышение долговечности детали достигается приложением дополнительно к крутящему моменту осевого растягивающего усилия такой величины, которая вызывает остаточную осевую деформацию в пределах 0,5-1,01. При осевой деформации меньше.0,5/ эффект повышения долговечности реализуется незначительно, деформации более 1,0 приводят к снижению долговечности за счет появления местных локальных осевых деформаций, неравномерных по дли" не детали, которые могут привести в конечном счете к местному утонению детали.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки изделий, включающий термомеханическую обработку изделий (низко или высокотем"

Сущность предлагаемого способа схематически поясняется чертежом.

Способ осуществляют в следующей последовательности, 3 l 01 3501 Я

Производят механическую обработку Приложение осевого растягиваю" торсионного вала, затем термомехани- щего усилия способствует более рав юческую с деформацией кручением и од- мерному распределению деформации при новременным приложением осевого уси- кручении на длине вала, что приволия растяжения к обоим концам вала,, дит к повышению долговечности детакоторое поддерживают во все время лей. Так, долговечность деталей, обкручения. После чего изделие немед- Работанных по-предлагаемому способу, пенно закаливают и отпускают. - . составляет более 1 млн циклов; что на

Остаточная осевая деформация пос- 20-ЗИ больше долговечности валов, ле растяжения, выраженная через от- go обработанных по известному способу. носительное удлинение, составляет Прочностные характеристики валов,0,5-1,04.. Затем производят упрочйяю- обработанных с приложением растягищие операции - заневоливание, по- BaeWего усилия, получаются более верхностный наклеп, заневоливание. стабильными. Так, предел пропорциоП р и м е Р..Проводят упрочняю- нальности при испытании на кручение щУю обРаботкУ тоРсионного вала, изго- этих валов составлЯет 1630-1680 мПа товленного иэ стали 45ХН2ИФАН, имею" (разброс .значений 50 мПа ), в то врещего следующие геометрические разме- мя как при обработке по известному ры, мм: диаметр стержня 48+0 3; дли- способу предел пропорциональности на вала 1321+2, составляет 1580-1680 мПа f разброс

В процессе механической обработ- 3H "« " 100 ><1 ):ки торсионного вала обтачивают стеР" Кроме этого, отпадает также нежень и головки, обрабатывают цент обходимость в проведении операции ровые отверстия и нарезают шлицы. Tep" правки поспе термомеханической обмемеханическую обработку производят 2S работки, так как,коробление валов, при нагревании вала до 930ь1 ОС», за обработанных с приложением осевого

- тем закручивают моментом "k = 0 6 KH растягивающего усилия, находится в с одновременным приложением осевого. пределах допуска (не более 0,4 мм). растягивающего усилия P = 30 кН, при этом вал удлиняется на 8 мм, а ос- . 3O При обработке по известному спотаточная.осевая деформация составля- собу коробление этих валов эначительет D,Я, закаливают и отпускают при но больше и составляет 2-3 мм, что

200 10 С.. приводит к необходимости правки ва"

Далее шлифуют стержень и галтели . лов. вала.

Годовой. экономический эффект от

Первое заневоливание выполняют пя- использования предгагаемого способа тикратной закруткой на угол 100о. упрочнения иэделий достигается за

Поверхностный наклеп выполняют счет уменьшения необходимого количест путем обкатки роликами, при этом ва валов, выпускаемых в запасные усилие на ролики составляет 13 кН. части в связи с увеличением их на-46

Второе заневоливание выполняют дежности .и долговечности,и составит пятикратной закруткой на угол 70 . 45 тыс.руб.

Составитель И. Липгарт редактор Н. Гунько Техреду А.бабинец Корректор И. ШаРоши

Заказ 29 5/35 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам.-изобретений и открытий

11.)03,Иосква Ж )$ Раушская наб. д »4/ «

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 1