Способ поверхностного упрочнения стальных изделий

 

СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий индукционный нагрев и вьщержку, совмещенную с иитррцемен ацией, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стсАкости путем обеспечения требуемого распределения свойств по сечению, пос левьвдержки производят охлаждение до 400-600 С с последующим повторным индукционным нагревом поверхности, на зад;анную глубину до температу закалки и закалку. .

х ае <и>

3159 С 2 9 1 78

,!ЯЖ О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCNOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ 00СР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfHPbfAO (21) 3399478/22-02 (22) 18.02.82 (46) 07.05.84. Бюл. У 17 (72) М.Н. Бодяко, П.С. Гурченко и А;А. Шипко (71) Физико-технический институт

АН Белорусской CCP (53) 621.785.79(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 206616, кл. С 21 9 1/78, 1965.

2. Авторское свиаетельство СССР

Ф. 201454 кл. С 21 9 1/78, 1962. (54)(57) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УНРОЧ"

НЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий индукционный нагрев и выдержку, совмещенную с нитроцементацией, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повыщения зкснлуатациоиной стойкости путем .обеспечения требуемого распределения свойств по сечению, поС. ле. выдержки производят охлаждение до 400-600 С с последующим повторным о индукционным нагревом поверхности. на заданную глубину до температуры saкалки и закалку.

1090733

Изобретение:относится к области термической обработки и предназначено для упрочнения изделий, работающих в условиях интенсивного износа.

Известен способ поверхностного упрочнения стальных изделий, включающий нйтроцементацию:., объемную и поверхностную закалку (1) .

Недостатком данного способа является то, что для получения диффуэион- О

10 ного слоя толщиной 0,2-0,3 мм нагрев проводят при высоких температурах, чтобы сократить длительность йроцесса, а это при непосредственной закалке ведет к огрублению структуры. Кро- $5 ме того, проведение повторного нагрева увеличивает производственные затраты и коробление изделий, Наиболее близким к изобретению по. технической сущности идостигаемо- >О му результату является способ поверхностного упрочнення стальных изделий, включающий индукционный нагрев и выдержку, совмещенную с одновремен; ной подачей в зону нагрева азот- и углеродсодержащих веществ f2), Однако при осуществлении этогоспособа происходит глубинный нагрев иэ" делия до эакалочиых температур, что

I не позволяет обрабатывать детали из обычных среднеуглеродистых илегированных сталей, а при обработке сталей пониженной прокаливаемости явля ется причиной повышенного коробления изделия; непосредственная закалка 35 после завершения процесса насыщения приводит к огрублению структуры упрочняемого слоя.

Целью изобретения является иовы= шение эксплуатационной стойкости 4О стальных иэделий путем обеспечения требуемого распределения свойств по сечению.

Поставленная цель достигается .тем, что согласно способу поверхиосч ного упрочнения стальных изделий, включающему индукционный нагрев с вццержкой, совмещенной с нитроцемеитацией, после выдержки производят охлаждение изделий до 400-600 С с последующим повторным индукционным нагревом поверхности на заданную глубину до температуры закалки и за- калку.

В процессе регулируемого охлаждения до температуры перлитного распада аустенита, зависящей от марки стали, скорости охлаждения и требуемой дисперсности и твердости продуктов распада, находящейся в интервале 400-600 С, и поверхностной закалки с применением индукционного нагре. ва формируются следующие .три эоны упрочнения: нитроцементованная закаленная со структурой мартенснта и ос таточного аустенита, закаленная токами высокой частоты со структурой мартенсита и тростомартенсита закалки, упрочненная сердцевина, имеющая перлитную структуру.

Пример. Проводилась нитроцементация рабочей зоны поверхности осей саттелита из стали 40Х при 1110 С в течение 150 с при индукционном нагреве, после чего следовало подстуживание со скоростью, обеспечивающей исполнение способа на граничные значения температурного интервала, и поверхностная закалка с индукционного нагрева на глубину 2-3 мм. Глубина закаленной зоны обрабатываемой детали долина быть строго регламентирована.

Для получения сравнительных данных проводили нитроцементацию деталей из сталей 55ПП и 40Х по известному способу, а также термообработку по базовой технологии, заключающейся в цементации стали 25XfT при 1000 С о в течение 12-13 ч на глубину 1,61,9 мм, последующем охлаждении, объемном нагреве до закалочной температуры, закалке и отпуске. Результаты, полученные при исследовании обработанных деталей, приведены в таблице.

3 о

1»

Э о а х

W ж

1» е х с»

1 в с6 а hc

1» caI и сп

l» »N и Ф

X I Р эол

ЕЮ Ц а! ° о

Ф а !»

Я

v ю и 1 Р еод

I» Х Ц ац о с0 Э 4

Х X Х

X I"

Q сс!

Ж I Р е о,о ! х с

1 !

I о

1

I ,I

1

1

1

1 л

Ь ж

i x и ф о е цxo а ц0. е ах и сч с/

I о

an.

О сч

00

D О Ф с Ъ! . 1 ао О

I 1 ж а

x ev

1 о. х ! л и ь о

v x о х

1-(D а э ф о

Е

Ф

1 о О

Ю О с Ъ

1 о о

1 о

& и gg о е

Ц Р а о

Э Ю ф 63

1 а

1 О хы о ж е ф л о ж

v и о х ф

1 с4 със

l о о

1 е ж о

ki 4 о

m x х о ю X

Ц

f Е

X

М о

С Ъ 0Ъ л о с»Ъ

Ф о с«) л

Ю ссЪ л о

Э

m o э о ж д к й

Ф о

I о !Э

v и

Э

«1 о а

X а3 о и о

Q о

Э

34

t» о с4 а о о ф о сс!

СО!

- О ф 1

1» &» И л

Э ф зф, в хеох

Oarx I6) Q X Q

1Е О фЮ Ж В

1

1

1

1

1

1

1

1.

1

1

I

I

Ю

CV .

00 О

1 сч О

3090733

Зф о

О о х С»Ъ» ф о и Й

1090733.Составитеиь Р. Клыкова

Редактор В. Данко Техред С.Легеза Корректор А.Тяско

Заказ 3017(24 Тираи 540 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно нз таблицы, использование предлагаемого способа позволяет достигнуть высокой твердости обрабатываемой поверхности (более 60 HRC), получить строго регламентированную 5 глубину закаленного слоя (3 мм) и требуемую глубину нитроцементации.

Упрочнение конкретной детали по известному способу не монет быть применено как при использовании обычных конструкционных сталей, так и сталей поникенной прокаливаемости, так как в процессе обработки происходит сквозной прокал иэделия. Продолзительность процесса при обработке по базовой технологии составляет 12 ч по сравнению с 7-8 мин по предлагаемому спосо-. бу, кроме того, осуществление базовой технологии специальной защиты участков, высокая, твердость на которых недопусти-, ма,