Способ обработки изделий

 

Изобретение относится к термической и деформационной обработке углеродистой и легированной сталей и может быть использовано в машиностроении при поверхностном упрочнении плунжеров прессов и роликов. Цель изобретения - повышение производительности процесса путем увеличения скорости перемещения источника энергии. Для этого поверхность изделия подвергается нагреву плазмотроном прямого действия до оплавления материала, поверхностному пластическому деформированию и охлаждению, при этом взаимное перемещение плазмотрона и изделия осуществляют со скоростью 0,45-0,85 м/с. 2 табл.

союз совЕтсних

СОЦИЬЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (gg 4 С 21 D 1/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHAM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4472380/27-02 (2?) 24.05.88 (46) 23.12.90. Бюл. № 47 (71) Научно-производственное объединение по механизации,. роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии "Черметмеханизация" (72) В.Я, Нерода, В И. Жура, В Ф. Беляев, M.Ã. Грицюк, С.Л. Баранов и Н.В. Орос (53) 621.785.79(088.8) (5S) Авторское свидетельство СССР № 913741, кл. С 23 C 11/16, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 905298, кл. С 21 D 8/00, 1982.

Изобретение относится к термической и деформационной обработке углеродистой и легированной сталей и может быть использовано в машиностроении при поверхностном упрочнении плунжеров прессов.и роликов.

Цель изобретения — повышение производительности процесса путем увеличения скорости перемещения источника энергии.

Согласно предлагаемому способу термопластического упрочнения деталей, включающему нагрев, перемещение нагревательного элемента, пластическую деформацию и охлаждение1 обработку поверхности ведут нагревом плазмой прямого действия до температуры оп„„SU„„1615193 А 1

2 (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к термической и деформационной обработке углеродистой и легированной сталей и может быть использовано в машиностроении при поверхностном упрочнении плунжеров прессов и роликов. Цель изобретения — повышение производительности процесса путем увеличения скорости перемещения источника энергии.

Для этого поверхность изделия подвергается нагреву плазмотроном прямого действия до оплавления материала, поверхностному пластическому деформированию и охлаждению, при этом взаимное перемещение плазмотрона и издеЩ лия осуществляют со скоростью 0,45—

0,85 м/с. 2 табл. лавления детали, при этом нагретую поверхность перемещают относительно плазмы со скоростью 0,45-0,85 м/с.

Применение в качестве источника нагрева дуги плазмотрона прямого действия позволяет существенно повысить скорость нагрева обрабатываемой поверхности. Повышение скорости нагрева обусловлено более высокими концентрациями энергии в плазменной ду-ге до 10 Дж/см2 по сравнению с плазменной струей до 5 ° 10 Дж/см . При этом скорость нагрева достигает значения 5 10 - 1 10 град/с.

В условиях скоростного нагрева превращение Ф вЂ” А (феррит — аустенит) заканчивается при более низкой темпера1615193

Таблица 1

0,3

0„45

Скорость обра ботки поверхности упрочняемого плунжера, м/с

0,6

0 85

1,0

Гл б у ина упрочненного слоя

0,2-0,8 1,0-0,4

0,3-0,9

0,4-1,2

0,8-1,5

Шероховатость

В результате выброса расплавленного металШероховатость поверхности

Ра 350 мкм.

Локально упрочненные места поверхности имеют вид вздутий

Шероховатость поШероховатость поверхности

Ра 1,250,63

Характеристика поверхности верхности

Ра 2,5—

1,25 мкм.

На материале имеютповерхности Ра

1,25-0,63 мкм ла на поверхности имеются кася места, локально навки. Шероховатость неупрочненной поверхности поверхности

Ра 350 мкм туре„Это обусловлено сдвигом критической точки Ас в область более высоких температур. Это приводит к образованию мелкого начального зерна аустенита.

В результате обычно увеличивается прочность и пластичность стали, снижается чувствительность к концентраторам напряжения. Таким образом, служебные свойства деталей с поверхност- 10 ным упрочненным слоем по предлагаемому способу улучшаются. Наряду с этим при индукционном нагреве практически достижимые скорости нагрева 5 10

5 10З град/с. 15

Таким образом, исходя из описанного и учитывая технические параметры современных прямодуговых плазмотронов,. ,можно определить минимальную скорость

;перемещения .анодного пятна плазменной 20

,дуги по обрабатываемой поверхности. .При минимальной плотности энергии

:5 ° 10 Дж/см и радиусе анодного пятна

0,005 м скорость перемещения без образования расплава на поверхности составляет величину 0,45 м/с.

Большая скорость охлаждения приводит к повышению дефектности структур, так как усиливается фазовый наклеп., замедляются процессы отдыха и рекрис- 30 таллизации и более полно наследуются дефекты (-фазы. При увеличении скорости уменьшается глубина упрочненного слоя. Поэтому, учитывая максимальную плотность энергии 10 Цж/см и глуби35 ну упрочнения около 1,0 мм, экспериментально установлена скорость 0,8—

0,85 м/с.

Пример. Проводят обработку плунжеров прессов (ст. 46) и роликов (ст. 30х13) машины непрерывной разливки стали (NHPC).

Азот или азотсодержащий газ, воздух подают через плазмотрон прямого действия под углом к поверхности стали 40Х, 45 с расходом воздуха i 5—

2,5 дмз /с. Плазмотрон или поверхность детали перемещают друг относительно друга со скоростью V = 0,65 м/с„ Перегретую поверхность с температурой оплавления 1350 С в зоне действия пятна плазменной струи на расстоянии

l50-200 мм подвергают поверхностному пластическому деформированию с усилием Р = 80 кг с помощью твердосплавного ролика, при этом снижается шерохоI ватость поверхности и ликвидируются поверхностные дефекты типа оплавления, трещин, гребешков. Выглаженную поверхность охлаждают спеером с расходом охлаждающей жидкости 0,5-0,6 м .

При использовании плазмотрона типа

ПВР402 Vp g = 120 В, I = l50-170 A.

Твердость поверхностного слоя после обработки достигает 44-50 ед. 1ЫС, а толщина закаленного слоя 0,50,6 мм.

Результаты испытания приведены в табл. 1.

15193 ности достигается, так как предлагаемым сгособом обработку упрочняемой поверхности можно проводить в 5—

i0 раз быстрее.

Формула изобретения

Т а блица 2

Производительность, станкочасы/м по способу предлагаемому известному

Индукционная обработка

6,0

Плазменная обработка (косвенной плазмой) !, 5-2

0,4-0,6

Из приведенных в табл 2 данных видно, что повышение производитель1

Составитель А. Кулемин

Техред Л.Олийнык Корректор И. Эрдейи

Редактор Н. Гунько

Заказ 3962 Тираж 513 Подписное

ВНИШИ.Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 16

Проводят также сравнительные испытания обработки деталей предлагаемым методом и известными с целью сравнения производительности процессов.

Результаты испытаний приведены s табл. 2. Способ обработки изделий преимущественно из углеродистых и легированных сталей, включающий нагрев поверхности изделия концентрированным источником энергии до заданной температуры, взаимное перемещение источника и изделия с заданной скоростью, по верхностную пластическую деформацию и охлажпение, отличающийся теи, что„ с целью повышения производительности процесса путем увеличения

20 скорости перемещения чсточника энергии, нагрев осуществлякт плаэмотроном прямого действия до температуры оплавления поверхности изделия, а взаимное перемещение проводят со скоростью

25 0,45-0,85 M/с.