Способ поверхностного упрочнения стальных деталей

 

СПОСОБ ГОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ,включающий загрузку в камеру нагрева деталей и состава для насыщения. нагрев до температуры насыщения и вьздержку, совмещенную с пластической деформацией, отличающийся тем, что, с целью повьшения износостойкости деталей, в качестве насыщающей среды применяют смесь глицерина с мелкодисперсньм порошком молибдена, после загрузки производят продувку камеры гелием, а .перед пластической деформацией с поверхности удаляют окисный слой. 2.Способ по П.1, отличающийся тем, что детали нагревают до 160tlOC. 3.Способ non.t, отличающийся тем, что окиснЫй слой удаляют механическим путем. 4.Способ по П.1, отличаю- j) щ и и с я тем, что пластическую деформацгао осуществляют обкаткой поверхности шариком.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I 11

088 А

4 (51) OllHGAHHE ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3528515/22-02 (22) 24 ° 12. 82 (46) 23.05.85. Бюл. и 19 (72) А.Ф. Аксенов и А.Н. Ластовец (71) Киевский ордена Трудового

Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации (53) 621.785.784 (088.8) (56) 1. Каладин В.А. и др. Повышение долговечности деталей поверхностньи деформированием, Минск, "Наука и техника", 1974, с. 232.

2. Авторское свидетельство СССР

У 791777, кл. С 21 0 7/04, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

9 127672, кл. С 21 D 7/02, 1959. (54) (57) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО

УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, включающий загрузку в камеру нагрева деталей и состава для насьпцения, нагрев до температуры насыщения и выдержку, совмещенную с пластической деформацией, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения износостойкости деталей, в качестве насыщающей среды применяют смесь глицерина с мелкодисперсным порошком молибдена, после загрузки производят продувку камеры гелием, а перед пластической деформацией с поверхности удаляют окисный слой.

2, Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что детали нагревают до 160+10 С.

3. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что окисный слой удаляют механическим путем.

4. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что пласгическую деформацию осуществляют обкаткой поверхности шариком.

57088

1 11

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для упрочняющей обработки поверхностей трения деталей в машиностроении, авиационной и автомобильной технике.

Известен способ поверхностного упрочнения, заключающийся в пластическом деформировании поверхности обкатки шариком, роликом, алмазным выглаживанием, дробеструйной обработкой и т.п. В процессе деформирования в поверхностных слоях повышается плотность дислокаций и увеличивается дисперсность карбидов, блокирующих сдвиги по плоскостям скольжения, происходит распад оста точного аустенита и его превращение в мартенсит, что приводит к увеличению твердости и повышению износостойкости 313.

Однако этот способ позволяет повысить износостойкость деталей только на 20-30Ж, в некоторых случаях до 407.

Ь

Известен способ поверхностного упрочнения стальных деталей, заключающийся s создании на поверхности перед пластической деформацией модифицированного слоя. Модифицированный слой получают путем выдержки детали в кипящем водном растворе, содержащем 20-30 г/л боровольфрамовокислого кобальта, и последующим нагревом в масле при 160-180 С в течение 50-60 мин.

При этом на поверхности образуется модифицированный слОй, являющийся твердой смазкой, который снижает коэффициент трения, создает благоприятные условия как для протекания пластической деформации в поверхностном слое при последующем упрочнении щетками, способствуя повышению качества поверхности, так и для увеличения контактной выносливости и износостойкости деталей при ее дальнейшей эксплуатации (2 ).

Однако в результате последовательного модифицирования и упрочнения поверхностного слоя повышение износостойкости является недостаточным. Предварительно нанесенный в статических условиях модифицированный слой характеризуется резким падением антифрикционных свойств по глубине. А окисная пленка, всегда присутствующая на обрабаты10

45 ваемой поверхности, препятствует диффузии легирующих элементов к металлу. Сравнительно низкая температура предварительной обработки и время действия среды достаточны для создания модифицированного слоя, который снижает коэффициент трения, создает благоприятные условия для протекания пластической деформации в поверхностном слое при последующем упрочнении щетками, способствуя повышейию качества поверхности, что и вызывает дальнейшее повышение износостойкости и контактной выносливости. Но образовавшийся модифицированный слой при периодическом деформировании быстро отслаивается, особенно в условиях трения качения и в дальнейшем повышение износостойкости обеспечивается только предварительной пластической деформацией поверхностного слоя.

Наиболее бпиэким к изобретению по технической сути является способ поверхностного упрочнения стальных деталей, включающий получение модифицированного слоя на рабочей поверхности в процессе кластической деформации. Способ заключается в следующем. К вращающемуся изделию прижимается притир, снабженный пазами, заполненными массой иэ порошкообразного дисуль|ида молибдена и клея 5Ф-2. Удельное давление притира 2,5-3,5 кг/см . и скорость скольжения 4,5-5,5 м/с.

После запрессовки упрочняющей массы в пазы притира последний помещают в печь с температурой 140-150 С, где выдерживают 2-3 ч. В результате обра-. зуется диффузионный слой двусернистого молибдена.

Известный способ также обеспечивает повышение износостойкости деталей.

Целью изобретения является повышение иэносостойкости деталей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу поверхностного упрочнения стальных деталей, включающему загрузку в камеру нагрева деталей и состава для насыщения, нагрев до температуры насыщения и выдержку, совмещенную с пластической деформацией, в качестве насыщающей среды применяют смесь глицерина с мелкодисперсным порошком молибдена, после загрузки производят продувку

088 4 узла трения используется упорный подшипник 8204, у которого одна обойма заменена на плоский образец (обратная сторона кольца этого же подшипника, доведенная на чугунной плите алмазной пастой до 10-11 класса шероховатости). Критерием для оценки износа образца принята глубина .дорожки качения, определяемая по профилограмме поверхности трения, снимаемой в направлении, перпендикулярном движению шаров. Конструкция прибора позволяет проводить испытания в среде реактивных топлив при отсутствии контакта их с атмосферой при избыточном давлении в системе и повышенной температуре.

Тем самьы имитируются условия работы трущихся деталей топливных агрегатов.

Сравнительные испытания износостойкости проводили при следующих режимах: максимальные контактные напряжения, МК/м 2300, число циклов нагружения 2 ° 10, скорость

6 качения, мин " 850, среда - топливо РТ, температура среды при испытании, С 60.

При испытании износостойкости стали ШХ15 величина износа после обработки по известному способу составляет 0075 мм, а по предлагаемому способу 0,0042 мм, т.е. в 1,8 раза меньше.

1157

ВНИИПИ Заказ 3286/25 Тираж 553 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 камеры гелием, перед пластической деформацией с поверхности удаляют окисный слой. Детали нагревают до

160+10 С. Окисный слой удаляют механическим путем. 5

Пластическую деформацию осуществляют обкаткой поверхности шариком.

В результате поверхностной пластической деформации в деформируемых слоях происходит интенсивное движе- tO ние дислокаций, образование и движение вакансий, резко увеличивается диффузионная активность металла.

Присутствие в зоне деформирования активированных температурой и тре- 15 кием элементов создает благоприятные условия для диффузии этих элементов вглубь металла. Удаление с обрабатываемой поверхности окисного слоя дает возможность адсорбироваться ле- 2б гирующим элементам на ювенильной поверхности металла, а не на окисной пленке, а использование обескислороженного глицерина в результате про дувки камеры гелием препятствует 2S регенерации этой пленки.

Hp и и е р. Образец, выполненный в виде кольца,размером 40-ф20 . 5 иа стали ШХ15 и головку для обкатки шариком помещают в герметичную ка- 3О меру. Камеру объемом 95 см заполняют глицерином с добавкой мелкодисперсного порошка молибдена (25 r/ë).

Смесь тщательно перемешивают при одновременной продувке 3"кратньм объемом инертньи газом (гелием)

35 при расходе газа l00 см /мин. При этом концентрация растворенного в глицерине кислорода составляет менее 0,01 об.X. Затем производят нагрев до 160 С. С помощью абразиво

40 ного бруска, размещенного в камере, .с плоской поверхности образца удаляют окисный слой и обкатывают шариком ф7., 14 мм в один проход с

4$ усилием 140 кг при подаче

0,0086 мм/об и скорости вращения образца 167 об/мин.

Износостойкость упрочненной -поверхности исследуют на машине тре- 56 ния КИИГА-1, у которой в качестве

В результате применения предлагаемой технологии на поверхности образуется упрочненный модифицированный слой с постепенным снижением антифрикционных свойств по глубине, что и приводит к значительному повышению износостойкости деталей.

Применение предлагаемой технологии позволит увеличить износостойкость ответственных деталей топливо регулирующей аппаратуры, повысить надежность агрегатов и безопасность полетов, что обеспечит достижение технико-экономического эффекта.