Способ поверхностного упрочнения стальных деталей

 

1. СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, включающий химико-термическую обработку путем подачи на обрабатываемую часть детали струи электролита, содержащего насыщающий компонент, нагрева до температуры насыщения, выдержку и закалку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества деталей путем получения равномерной глубины диффузионного слоя и микротвердости , в начале вьщержки осздцествляют вращение детали с линейной скоростью

СОЮЗ CGBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А ае а» зь» С 23 С 9 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЦДДЦ g 4 аД

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЙЗ (21) 3382604/22-02 (22) 21. 01. 82 (46) 15. 12.84. Бюл. и 46 (72) В.Н.Дураджи и А.К.Товарков (71) Кишиневский политехнический институт нм. С.Лазо (53) 621.785.5(088.8) (56) 1. Лазаренко Б.Р. и др. Химико-. термическая обработка металлов электрическим током в электролите при анодном процессе. Новое в электрохимической размерной обработке металлов. Кишинев, "Штиинца", 1972, с. 198-199. (54) (57) 1 . СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО

УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, включающий химико-термическую обработку путем подачи на обрабатываемую часть детали струи электролита, содержащего насыщающий компонент, нагрева до темйературы насыщения, выдержку и закалку, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества деталей путем получения равномерной глубины диффузионного слоя и микротвердости, в начале выдержки осуществляют вращение детали с лине iHoA скоростью (2-5) - 10 м/с, а в конце со скоростью (10-24) - 10 1м/с.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- ® шийся тем, что угол охвата детали струей электролита 90-180

3 1129 2

Изобретение относится к химикотермической обработке стальных деталей и может найти применение в машиностроении, приборостроении и других областях техники. 5

Известен способ поверхностного упрочнения стальных деталей, включающий химико-термическую обработку при электролитном нагреве Г11.

Недостатком этого способа являет- 10 ся сложность осуществления локальной химико-термической обработки стальных деталей.

Наиболее близким к предложенному по технической сути и достигаемому результату является способ поверхностного упрочнения стальных деталей, включающий химико-термическую обработку путем подачи на обрабатываемую часть детали струи электролита, на- 20 грева до 500-1100 и закалку струей раствора (2 ).

Недостатком данного способа является ограниченность упрочненного участка. 25

Цель изобретения — повышение качества деталей путем получения равномерной глубины диффузионного слоя и микротвердости.

Поставленная цель достигается тем, 0 что согласно способу поверхностного упрочнения стальных деталей, включающему химико-термическую обработку путем подачи на обрабатываемую часть детали струи электролита, -содержащего насыщающий компонент, нагрева до температуры насыщЕния,, выдержку и закалку в начале выдержки осуществляют вращение детали с линейной скоростью (2 — 5) - 10 зм/с, а в конце со скоростью (10 — 24) - 10 зм/с.

Угол охвата детали струей электро- лита 90-190

Пределы линейной скорости вращения детали обусловлены следующими факторами.

Нагретый участок детали, не соприкасающийся со струей электролита, окисляется на воздухе, и чем больше он находится на воздухе, тем больше толщина окисной пленки, затрудняющей диффузионные процессы.

Поэтому при скоростях менее

2 10 м/с время, в течение которого деталь находится в соприкосновении с электролитом, затрачивается на

55 удаление этой окисной пленки благодаря протекающему специфическому анодному растворению. С увеличением

69 2 скорости вращения детали более

5 ° 10 зм/с глубина диффузионной зоны значительно сокращается. Это связа-. но с тем, что время, в течение которого деталь соприкасается с электролитом, недостаточно для удаления окисного слоя и создания необходимой концентрации насыщающих элементов у поверхности детали.

Угол охвата детали спрейером определяется следующими факторами.

При углах более 180 невозможно поместить деталь в зону спрейера, а при углах менее 90 время соприкосновения детали со струей значительно уменьшается, что приводит к увеличению всего времени обработки.

Время химико-термической обработки детали определяется из того, что интегральное время нахождения детали в соприкосновении со струей электролита должно составлять 2

4 мин.

Для того чтобы получить равномерный закаленный слой необходимо нагреть всю обрабатываемую зону до температуры закалки, в связи с чем линейную скорость вращения детали устанавливают (10-24) . 10 зм/с и выдерживают при этой скорости в течение нескольких минут до установления равномерного нагрева обрабатываемой зоны. Затем деталь полностью погру,жают в закалочную среду.

Пределы линейных скоросгей вращения установлены экспериментальным путем для деталей днам тром до 100 мм.

Пример. Обрабатывают палец шатуна из ст. 45 диаметром 26 мм и длиной 63 мм. Упрочнению подвергают его центральную часть шириной 25 мм.

Азотирование проводят в водном растьоре, содержащем 157. хлористого аммония и 20Х нашатырного спирта, науглероживание — в растворе, состоящем из 15Х хлористого аммония и

107. ацетона.

Напряжение при азотировании 160 В, при цементации 240 В. Температура нагрева при азотировании 700-750 С, при науглероживании 880 †9 С. После нагрева до заданной температуры проводят выдержку, При этом в начале выдержки в течение 6 мин деталь вращают с линейной скоростью 3,6-м/с для проведения диффузионного насыщения. Затем скорость вращения увеличивают до 12 мм/с и при этой скорости деталь выдерживают 2 мин. IIocJtt

Время Скорость обра- вращения ботки, после мин обработки, мм/с

Т, С

Время выдержки после обработки мин

Линейная скорость при обработке, мм/с

Вид обработки

Диаметр детали, мм

Азотирование 1,5

700-750 6

700-750 6

700-750 6

700-750 5

700-750 8

880-920 6

880-920 6

880-920 6

3,6

26

26

60.

Науглероживание 3 „626

3,6

26

3,6

26

Составитель P.Êëûêîâà

Техред Л.Коцюбняк Корректор М.Леонтюк

Редактор Л.Веселовская

Заказ 9309/22 Тираж 899 Подписное

ВНИИПИ Г сударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 112926 установления равномерного нагрева деталь полностью погружают в воду. Проведенный микроструктурный анализ показал, что в результате обработки получают легированные слои рав5 номерные по всей обрабатываемой части детали. . Микротвердость азотированного образца 700-800 кг/mP, а науглероженного 800-900 кг/мм . !

О

Примеры по обработке деталей различного диаметра из ст. 45 приведены в габлице .

Угол охвата детали спрейером во всех случаях равен 180 15

Проведенный микроструктурный ана- лиз показал, что в результате обработки легированные слои равномерные

9 4 по всей обрабатываемой зоне при азотировании и науглероживании деталей при скоростях обработки. 1,5 и бммlс н скорости вращения после химикотермической обработки 9 мм/с и

25 мм/с получаются неоднородными (на границе обработанной и необработанной части толщина легированного слоя на 20-25Х меньше, чем в цент-. ральной), при этом микротвердость поверхностного азотированного слоя снижается до 650-700 кг/мм, а цементованного. до 650-750 кг/мм .

Предложенный способ позволяет проводить локальное упрочнение и обеспечивает достижение техникоэкономического эффекта в результате

Ф повьипения качества деталей.