Способ поверхностного упрочнения стальных деталей

 

Изобретение относится к способам поверхностного упрочнения стальных деталей при индукционном нагреве и может быть использовано для обработки деталей, работающих в условиях износа при высоких динамический нагрузках . Цель изобретения - улучшение качества поверхности и повышение производительности процесса. Способ предусматривает нагрев деталей в керосине до 1100-1145°С со скоростью 50-250°С/с без изотермической выдержки , при этом между скоростью нагрева Vj, температурой нагрева Тц и температурой эвтектической реакции ТА поддерживают соотношение хцТл+ (1....3) V. Применение способа позволяет получить на поверхности изделий ледебуритный слой требуемой глубины и чистоты поверхности, что дает возможность исключить последующую механическую обработку. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. с 9 сл СА: ел со 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 С 21 D 78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4036055/31-02 (22) 11.03.86 (46) 23.11.87 ° Бюл. № 43 (71) Физико-технический институт

АН БССР (72) M.Н. Бодяко, А.А. Шипко и П.С. Гурченко (53) 621.785.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 85327, кл. С 21 D 1/42, 1942.

Авторское свидетельство СССР № 217855, кл. С 21 D 1/78, 1966. (54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к способам поверхностного упрочнения стальных деталей при индукционном нагреве и может быть использовано для обработ„„SU„, 1353832 А 1 ки деталей, работающих в условиях износа при высоких динамический нагрузках. Цель изобретения — улучшение качества поверхности и повышение производительности процесса. Способ предусматривает нагрев деталей в керосине до 1100-1145 С со скоростью

50-250 С/с без иэотермической выдержки, при этом между скоростью нагрева Ч„, температурой нагрева T u температурой эвтектической реакции

Т„ поддерживают соотношение Т„=Т„+

+(1....3) 17„. Применение способа позволяет получить на поверхности изделий ледебуритный слой требуемой глубины и чистоты поверхности, что дает возможность исключить последующую ме- Й ханическую обработку. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

2 2

При нарушении соотношения между температурой и скоростью нагрева в большую сторону (Т„ Т„+3 6„) количество жидкой фазы ввиду подъема температуры, увеличения продолжительности нагрева и пересьпцения поверхности углеродом увеличивается настолько, что происходит растрескивание защитной коксовой корочки, возобновляется интенсивный .приток атомарного углерода к насьпцаемой поверхности, исчезает твердая составляющая в поверхностном слое и жидкая фаза мгновенно образует капли и потеки на поверхности изделия ° Качество поверхности резко снижается. При нарушении указанного соотношения в сторону уменьшения температуры (T.„(T„+17„) не удается превысить эвтектическую температуру для конструкционных машиностроительных сталей и в структуре сплава после охлаждения отсутствует ледебуритная составляющая, обуславливающая повышение износостойкости.

Результаты приведены в таблице.

Сравнение данных, приведенных в таблице, показывает, что в сравнении с известным предлагаемый способ позволяет устранить операции последующей механической обработки.

Формула и з обретения

1. Способ поверхностного упрочиения стальных деталей, включающий индукционный нагрев в керосине и оплавление поверхностной зоны, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности деталей и повьппения производительности процесса, нагрев ведут до температуры 1100-1145 С со скоростью 50—

250 С/с.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и и с,я тем, что температуру нагрева Т определяют из соотношения

Н где Т

Тп

V и

1 135383

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам индукционной термической обработки сталей, и может быть использовано для поверх-,, ) ностного упрочнения изделий, работающих в условиях интенсивного износа.

Цель изобретения — улучшение качества поверхности деталей и повьппение производительности процесса упрочнения.

Экспериментально установлено, что при обработке деталей по предлагаемому способу количество углерода в поверхностном слое увеличивается до 15

2-3,57. При этом происходит эвтектическая реакция с частичным образованием жидкой фазы. Соотношение основных параметров нагрева (скорости и температуры) позволяет зафиксиро- 2п вать в структуре поверхностного слоя толщиной до 90 мкм при температуре насьнцения оптимальное сочетание жидкой и твердой фаз. При этом твердая фаза значительно снижает жидкотеку- 25 честь слоя, что важно для сохранения формы поверхности. Нагрев в керосине обеспечивает образование на поверхности тонкого и плотного слоя сажи — коксовой корочки толщиной око- 30 ло 0,02 мм. Последняя, затрудняя дальнейшее проникновение атомарного углерода к поверхности изделия и тем самым предохраняя ее от пересьпцения. и увеличения количества жидкой фазы, 35 препятствует растеканию уже образованных порций жидкости и образованию на поверхности капель и потеков °

Пример. Нагрев шаровых пальцев из стали 40 ХН ведут в кеРосине 40 от лампового генератора частотой

66000 Гц. Контроль температуры осуществляют с помощью электронного потенциометра, а также путем регулирования времени и электрических параметров режима нагрева.

При температуре нагрева ниже

1100оС и скорости нагрева менее

50 С/с ледебуритная зона отсутствует, при превьппении температурой и

50 скоростью нагрева верхних границ предлагаемого интервала происходит прорыв изолирующей корочки и качество поверхности заметно ухудшается, что приводит к увеличению общей длитель55 ности процесса упрочнения.

Т„= Т„+ (1...3) Л„, о температура нагрева, С; температура эвтектической реакции, С; о о скорость нагрева, С/с.

1353832

Параметры

Соотношение

Тн И V (TJI=

=1100 С) Структура поверхностной

Качество

Необходи мость ме

Общая длительповерх-, ности

Ч„, С/с зоны

Известный

Подте- Шлифов- 2,5 ки, на- ка, плывы 2 мин

ЛепебуС рит

Исход- Не тре- 0,5 ное буется

1105

101

Т =1100+ И„ Ледебурит

1110

0,5

100

1120

100

0,5

0,5

1130

100

1145

250

0,5

50 Т =1100+2,8Я,-"0,5

1120:

280

T =1 100+4FVн

Шлифов- 2,5 ка, 2 мин

1156

Наплывы

Составитель А. Османцев

Редактор В. Петраш Техред М.Ходанич Корректор М. Максимишинец

Заказ 5673/26 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ обработки

Предлагаемый

100+0,5 V Ледебуритная зона отсутствует

Т =1100+2 Й„

Т =1100+3 В„

Т =1100+2,8 V„-"ханической обра ботки, длительность ность обработки одной детали, мин