Способ упрочнения поверхностей металлических деталей

 

Изобретение относится .к термомеханической обработке металлических деталей иможет быть использовано в машиностроении . Цель - повьшение производительности процесса и увеличение глубины упрочненного слоя. Поверхности деталей нагреваются попарно трением с удельным давлением 25...35 МПа до температуры вьппе Ас , разводятся и охлаждаются. При этом обрабатываемые поверхности упрочняются на глубину до 1,0...1,6 мм для стальных деталей и до 1,2. ..2,0 мм для чугунных деталей. 1 табл. (

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5О 4 С 21 Р 8/00, 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3746400/22-02 (22) 10,04.84 (46) 07.01.87. Бюл. Ф 1 (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт нефтяного машиностроения (72) Н.В ° Семкин, II.М. Сутовский, Д.А. Орлов, В.Ц. Шифрин, Т.К.Велиев, И.А. Гусейнов и В.А. Шевляков (53) 669.018.25(088.8) (56) Серегин С.А., Епифанцев Ю.А., МИТОМ 1974, Ф 11, с.61-63.

РЖ Металлургия, 1973, реф. Ф 4Б283

„.SU„„1281596 А 1 (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится .к термомеханической обработке металлических деталей и может быть использовано в машиностроении. Цель — повышение производительности процесса и увеличение глубины упрочненного слоя. Поверхности деталей нагреваются попарно трением с удельным давлением 25...35 МПа до температуры выше Ас, разводятся и охлаждаются. При этом обрабатываемые поверхности упрочняются на глубину до 1,0...1,6 мм для стальных деталей и до 1,2...2,0 мм для чугунных деталей. 1 табл.

81596! !

Показ атели

Т t

-т3 4 5

1 1

16-19 20-30 30-35 36-50

10-15

Удельное давление, МПа

Время нагрева, с:

6-8

8 — 12 6 — 8

8-1 2

12-20 сталь чугун

10-14

12-20 12-14 12-14

Осадка деталей,мм:

1,6

1,0

1,5

0,8 сталь чугун

2,5

0,4

1,0

0,2

Неплоскостность торцов, мм/

Сталь

0,3-0,4 0,35-0,5 0,4-0,6 1,5

0,3-0,4

0,2-0,4

0,2-0,4 0,2-0,42 0,25-0,65 1,2 чугун

Твердость поверхности после обработки: сталь

24+-269 289-321 48-52 50-52 36-42

НВ HB HRC HRC HRC

269 НВ 321 НВ 52 — 58 HRC 52-64 HRC 48-52 HRC чугун

Глубина упрочненного слоя, 1,0-1,4 1,0-1,4

1,2-1,8 1,2-1,8

1,2-1,6 1,4-1,8

1, 0- I 4

1,0 — 1,5 с таль

1,3-2, 1

1,2-2,0 чугун

П р и м е ч а н и е: Исходная твердость, HB: сталь 40ХН 194-241, сталь

?0X13 197-219, чугун В4 45-5 170-207. Исходная неплоскостность 0,1 мм.

Изобретение относится к термомеханической обработке металлических .qeталей, а именно их торцовых поверхностей, и может быть использовано во всех областях машиностроения для повышения твердости и износостойкости, например, запорных деталей трубопроводной арматуры: седел, шиберов, клиньев и т.п, Цель изобретения — повышение производительности процесса и увеличение глубины упрочненного слоя.

Пример. Упрочняют седла задвижки 3МС1-65х21 (D „65 мм, Рр

21 MIIa) нефтегазовой арматуры. Опыты проводят при нагреве трением попарно

Как видно из таблицы, достижение эффективного упрочнения обеспечивается только при определенных оптимальных значениях величины удельного давления (25-33 МПа) при трении в

2 кольцевых образцов (D 80 мм, De„„, 65 мм) из сталей чОХН, 20Х13, 30X1) и чугунов СЧ 28-48 и ВЧ 45-5 °

Нагрев трением выполняют на машине

5 сварки трением при частоте вращения

750 об/мин и давлении прижатия трущихся поверхностей 25-35 МПа при продолжительности нагрева для сталей

6-8 с и для чугунов 12-14 с. Нагрев прекращают после достижения установившейся температуры поверхностей трения 950-1200 С. Охлаждение образцов проводят сразу после их разведения поливом водой.

Результаты обработки приведены в таблице ° ! процессе термомеханической обработки поверхностей по предлагаемому способу. При более низких значениях (1019 МПа) удельного давления не обеспечивается эффективный нагрев поверх1281596 счет охлаждения путем теплоотвода внутрь детали.

Составитель В. Китайский

Редактор В. Петраш Техред А.Кравчук Корректор,А.

Заказ 7218/21 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретейий и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4 ностей, в связи с чем »е достигается необходимый эффект упрочнения поверхности, так как твердость поверхности мало меняется по сравнению с исходной и значительно ниже достигамой при . 5 обработке с удельным давлением в оптимальном интервале.

При более высоких значениях удельного давления (36-50 МПа) происходит сильное тепловыделение и прогрев большого объема металла, повышенный износ трущихся поверхностей в процессе обработки (осадка деталей) и повышенная неплоскостность. В связи с этим снижается эффективность упроч—

15 нения обрабатываемых торцовых поверх— костей из-за уменьшения локальности их нагрева при трении, прогрева большего объема металла и вытеснение разогретого металла из трущегося стыка в грат" при повышенной осадке деталей. Это приводит к уменьшению интенсивности охлаждения обрабатываемых по предлагаемому способу по25 верхностей и уменьшению их твердости, т.е. снижению эффективности упрочнения. Кроме того, повышенная неплоскостность, возникающая при интенсивном износе трущихся поверхностей, приводит к ухудшению макрогеометрии обрабатываемых поверхностей.

Таким образом, видно, что только при удельном давлении 25-33 МПа обеспечивается упрочнение поверхности.

По известному способу поверхность 35 детали нагревается трением за счет ,перемещения стального закаленного ролика со скоростью до 120 м/с относительно поверхности детали с их взаимным прижатием. При этом происходит закалка нагретого при трении слоя за

Результаты исследований образцов показывают, что при предлагаемом способе обеспечивается получение следующих значений твердости на упрочняемых трением поверхностях, HRC из стали

40ХН 48-58; 20Х13 51-53; 20Х13 51-53;

ЗОХ13 52-54; из чугуна ВЧ 45-5 52-64; чугуна СЧ28-48 54-61 с глубиной упрочненного слоя 1,0-1,6 мм для стали и

1,2-2,0 для чугуна.

На образцах, подвергнутых трению по известному способу, твердость поверхности для всех сталей составляет не более 36 HRC, а для чугунов — порядка 38 HRC с глубиной упрочненного слоя не более 0,1 мм.

При большой глубине упрочненного по предлагаемому способу слоя повышается износостойкость и долговечность деталей. Малая глубина упрочнения в известном способе не позволяет производить чистовую обработку упрочненной поверхности, что требуется, в частности,для седел задвижек.

Предлагаемый способ отличается от известного большей производительностью за счет взаимного попарного уп рочнения и большей глубиной упрочненного слоя, формула изобретения

Способ упрочнения поверхностей металлических деталей, включающий нагрев трением с последующим разведением трущихся поверхностей и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и увеличения глубины упрочненного слоя, нагрев производят попарным трением упрочняемых поверхностей при удельных давлениях 2535 MIIa.