Способ обработки изделий

 

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (11 4 С 21 D 1/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ где b„

S, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3760788/22-02 (22) 06.07.84 (46) 15.08.86. Бюл. У 30 (71) Владимирский политехнический институт (72) А.К.Волков, Г.П.Иванов

И П.К.Ходкер (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 452611, кл. С 21 D 1/72, 197!.

Авторское свидетельство СССР

В 968083, кл. С 21 D 1/78, 1981. (54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, вкдючающий нанесение покрытия в виде полос иэ материала с электропроводиостью большей, чем у материала изделия, объемную закалку и отпуск, отличающийся тем, что, с целью повышения конструктивной прочности изделий, объемную закалку проводят перед нанесением покрытия, после нанесения покрытия производят поверхностную закалку с нагревом токами высокой частоты, а толщину и ширину участков покрытия определяют из соотношени

У 26 я ) j у,р2 и у n y в и в толщина покрытия; глубина проникновения индукционного тока; проводимости материалов изделия и покрытия; ширина покрьггия.

1250588

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при упрочняющей обработке деталей из средне- и высокоуглеродистых стаЛЕй И СПЛаВоВ, EEОДВЕРГаЮЩИХСЯ ПРИ работе значительным силовым нагрузкам и износу.

Цель изобретения — повышение конструктивной прочности изделий.

Сквозная закалка обеспечивает прочность и жесткость сердцевины, предотвращающей коробление изделия при последующей обработке поверхности. Предлагаемое покрытие и последующий непрерывно-последовательный нагрев индукционными токами и охлаждение обеспечивают закалку открытых участков поверхности, самоотпуск приповерхностной зоны и участков поверхдукцис ныли токами.

Структурз состоит иэ закаленной сердцевины 1 (фиг.1), о- ущенного приповерхнс стного слоя 2, закаленных 3 и отпущенных 4 эон поверхности под участком покрытия 5, Электрофизика процесса повторного нагрева токами высокой частоты со— стоит El следующем (фиг.2). При возбуждении индукпионньгх токов в припозерхностном слое толщиной 1 часть тока проходит через участок покрытия (cd), тем самым плотность тока под непокрытым участком (аЪ) становится больше плотности тока под покрь.тием (be) соответственно происходит и нагрев участков.

Так как электропроводность закаленной стали меньше электропроводности железа, то в качестве покрытий может применяться электролитическое железо, никель, алюминий, медь и т.n. .Последующее охлаждение фиксирует указанные структуры.

Толщина покрытия „ должна обеспечивать необходимое условие электропроводности, т. е. R,d c R или

° с р — откуда

5. 6

Р„ 7 „>6---"- или Ь -6- —— (Р и

I) и

Ширина эоны покрытия находится из условия равенства электросопротивлений цепей ности над покрытием.

На фиг.! показана структура, полученная в результате предлагаемой обработки; на фиг.2 — схема, поясняющая злектрофизику нзгрева поверхности инR +R г4

+Rd =R

b„ (p — + Р— "--)

Я 2 и (2) R =Rg ес

5 !за+ М (3) 9„8

26

R с

R бс (5) Подстановка (I ), (3), (4), (5) дает

26 г г 28 г

Р +Р =- — Y +Ф „(6) и

Приведенная оценка толщины и ширИны покрытия является нижней оценкой, так как получена без учета скин-эфф.-к та, который способствует еще большей концентрации тока в слое покрытия.

Пример. Проводятся обработкой образцов из стали 40 ° H 6 15,5 мм.

Закалка производится в 850 С в масло, твердость в сердцевине после закалки 52-54 HRC. В качестве покры тия была взята медь, нанесенная в виде полос электролитическим способом толщиной 0,05 мм и шириной участ ков 2-2,5 мм с интервалом 3-3,5 мм из учета того, что проводимость меди

35 при температуре 800-)000 С в 10-15 раз выше проводимости стали, а глубина проникновения тока взята о =I мм.

Вторичный нагрев поверхности и охлаждение проводится на высокочастотной индукционной установке с выходной мощностью 10 кВт и частотой

440 кГц. Образец подается со скоростью, обеспечивающей глубину нагрева мм в одновитковой индуктор, ус45 тановленный непосредственно над поверхностью охлаждающей жидкости (вода).

В результате обработки получилась структура, изображенная на фиг.l.

Твердость в сердцевине после поверхности закалки не изменилась, в приверхностной зоне и под покрытием 36-38 HRC, а закаленных участках поверхности 60-61 HRC.

Использование предлагаемого cnocoS5 ба обработки изделий из средне- и высокоуглеродистых сталей обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества .

Составитель А. Орешкина

Техред О.Гортвай

Редактор Л.Авраменко

Корректор Е.Рошко

Заказ 4378/21 Тираж 552

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 структура, полученная в результате обработки, обеспечивает жесткость иэ делия из-эа прочной сердцевины, препятствующей деформации изделия при короблении или эксплуатационных нагрузок; наличие отпущенной зоны способствует релаксации напряжений при

250588 4 изгибе и кручении иэделия, а также повышению ударной вязкости; твердые участки поверхности в окружении вязкой эоны способствуют высокой иэносо. стойкости и контактной прочности; способ обработки отличается от известных, сравнительной простотой.