Способ поверхностного упрочнения деталей

 

Изобретение относится к комбинированным методам поверхностного упрочнения с использованием эффектов электроэрозионного легирования и фрикционного упрочнения поверхностен и может быт.ь использовано для повышения изностойкости деталей. Цель изобретения - повьшение изностойкости деталей путем увеличения глубины и качества упрочнения. Способ поверхностного упрочнешш деталей пре-: имущественно из чугуна включает электроэрозионное поверхностное легировав ние синтезированными сплавами внедрения с последующим локальным фрикционвым износом до глубины, равной 0,8- 1,0 толщины синтезированного слоя. Относит, износостойкость 5,2-5,6; глубина упрочнения, мм, 3,0-3,2. 1 табл. (С (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (5D 4 В 23 Н 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .:,, „«g (21) 4098483/31-02 (22) 28.07.86 (46) 30.12.88, Бюл. Р 48 (72) В.П.Ашихмин, В.А.Аникаев и А.И.Уршанский (53) 621.787.4 (088.8) (56) Кырыпив В.И. и др. Повьппение ресурса работы деталей машин и инструмента фрикционно -упрочняющей обработкой. B кн, Тезисы докладов

Всесоюзного научно-технического симпозиума Повышение износостойкости и усталостной прочности деталей машин обработкой концентрированными потоками энергии. М: ИМАШ АН СССР, 1985, с. 26-27.

Тимошенко Б.И. и др. Упрочнение деталей электрокомбинированным методом. — Электронная обработка материалов, 1977, У 4, с. 82-84. (54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к комбинированным методам поверхностного упрочнения с использованием эффектов электроэрозионного легирования и фрикционного упрочнения поверхностей и может бьггь использовано для повышения изностойкостн деталей. Цель изобретения — повышение изностойкости деталей путем увеличения глубины и качества упрочнения. Способ поверхностного упрочнения деталей пре«.; имущественно из чугуна включает электроэрозионное поверхностное легирова ние синтезированными сплавами внедрения с последующим локальным фрикционным износом до глубины, равной 0,81,0 толщины синтезированного слоя.

Относит. износостойкость 5,2-5,6; глубина упрочнения, мм, 3,0-3,2.

1 табл.

1447587

Изобретение относится к комбинированным методам поверхностного упрочнения с использованием эффектов электроэрозионного легирования и фрикционного упрочнения поверхностей и может быть использовано для повышения изностойкости.

Цель изобретения — повышение изно" стойкости деталей путем увеличения глубины и качества упрочнения.

Пример. Предложенный способ упрочнения образцов из чугуна СПХН-

62 микротвердостью 800-1000 кгс/мм, измеренной методом косого царапания 15 о под углом 20 к поверхности алмазной пирамидной гранью вперед при нагрузке 20 г с помощью прибора ПМТ-2.

Ширину царапины измеряют на микроскопе Neaphote-2 при увеличении 20 ° х 1000. Твердость рассчитывают по отношению величины вертикальной нагрузки и площади контакта образца с пирамидкой. Сначала образцы подвергают электроэрозионному легированию синте- 25 зированными сплавами внедрения (карбидами и карбонитридами ниобия) на глубину 20-100 мкм. Микротвердость поверхности после легирования составляет 2400 кгс/мм . Затем легирован- 30 ную поверхность образцов подвергают. износу трением с помощью диска из стали Р 18, нагретого до 700 С, при скорости скольжения 7 м/с, давлении

0,5 МПа. Обработку проводят до

35 величины износа легированного слоя на 0,8; 1,0 от его первоначальной глубины.

Износостойкость упрочненных образцов из чугуна СПХН оценивают 40 на лабораторной установке при скорости скольжения 3 м/с,,цавлении 0,2 МПа без дополнительного нагрева. Контртелом служит диск из стали 45. В качестве критерия износостойкости приня-45 та длительность испытаний до износа образца на глубину 3,5 мм.

Состав предварительного синтезированного электроэрозионным способом слоя выбирается следующим образом.

Слой должен содержать элементы, обладающие наибольшей диффузионной подвижностью: углерод, азот, бор, наличие которых увеличивает глубину упрочнения при фрикционной обработке.

Кроме того, синтезированный слой должен содержать металлы, способст-i вующие отбеливанию чугуна — хром, вольфрам, ванадий, титан, ниобий.

Таким образом, в полной мере удовлетворяют перечисленным условиям слои, с одержащие карбиды, нитриды, бориды тугоплавких металлов.

В процессе фрикционной обработки синтезированного твердого слон в результате воздействия высоких температур и интесивной пластической деформации создаются условия для сверхдиффузии" легирующих элементов. Зто приводит к растворению карбидов, нитридов, боридов синтезированного слоя и насыщению материала основы легирующими элементами.

На первых стадиях процесса трения твердый синтезированный слой прпятствует излишней повреждаемости еще неупрочненного материала основы; по мере уменьшения толщины слоя (в результате растворения и износа) температурное и деформационное воздействие на материал основы увеличивается. При этом, степень упрочнения материала основы постепенно возрастает, достигая максимума при уменьшении толщины синтезированного слоя на 0,8-1,0 от ее первоначального значения. Вести процесс фрикционной обработки далее после полного растворения синтезированного слоя нецелесообразно, так как начинается снижение .микротвердости упрочняемой поверхности. Зта объясняется отсутствием источника легирую-, щих элементов, которым служил синтезированный слой.

Уменьшение толщины синтезированного слоя в процессе фрикционной об" работки от первоначального значения до нуля имеет также весьма важную функцию регулятора температурного и силового воздействия на основу. Зто позволяет получить стабильные результаты при колебаниях химического состава основы, синтезированного слоя и условий фрикционной обработки.

Исходная толщина предварительно синтезированного слоя в общем случае изменяется от нуля до типичных для электроэрозионного легирования максимальных значений 0,2-0,3 мм. При этом, после фрикционной обработки чугуна возникает упрочненный слой глубиной от 0,1 до 3 мм с минимальной микротвердостью соответственно от 1500 до 3000 кг/мм .

Для каждой конкретной детали требуемая толщина синтезированного слоя

Глубина упрочнения, Способ

10 ноая э носотойость

Известный

Ленирование+обкатка роликом

Легирование

2,1

0,3

Предлагаемый способ позволяет повысить износостойкость деталей в

2-2,5 раза.

1,0

Формула и з о б р е т ения

Предлагаемый

Легирование+фрикцион25 ная обкатка до износа:

0,8 от глубины легирован1,0 ного слоя

5,2

3,0

5,6

3,2

Изностойкость легированного образца без упрочняющей обработки принята за 1.

Составитель И.Никишкина

Техред Л.Сердюкова Корректор В.Романенко

Редактор И.Сегляник

Заказ 6788/15 Тираж 922 Подписное кк

ВНИИПП Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

3 144 выбирается на основании этих данных с учетом необходимости глубины упрочнения, микротвердости поверхности и требуемой производительности операции упрочнения. Толщина синтезированного слоя контролируется на образцах металлографически и регулируется режимами электроискрового генератора. Длительность последующей фрикционной обработки устанавливается грубо по изменению цвета обрабатываемой поверхности (после износа синтезированного слоя цвет поверхности изменяется) и при необходимости уточняется металлографически на образцах.

Способ поверхностного упрочнения деталей преимущественно из чугуна, включающий злектроэрозионное легирование и последующую деформацию поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости деталей путем увеличения глубины и повышения качества упрочнения, деформацию поверхности осу7587

4 ществляют локальным фрикционным износом до глубины, равной 0,81,0 толщины легированного слоя.

Износостойкость образцов из чугуна СПХН после упрочнения представлена в таблице.