Способ упрочнения стальных деталей
Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке , и может быть использовано в машиностроении для упрочения поверхности упругих элементов. Целью изобретения является повышение энергоемкости деталей преимущественно упругих элементов за счет снижения модуля упругости путем создания на их поверхности гетерогенной макроструктуры. В способе упрочнения стальных деталей, включающем частичную цементацию поверхности -и последующую термообработку, цементацию ведут в твердом карбюризаторе через защитную медную маску, снабженную зигзагообразным или ромбическим узором шириной 1,0 - 1,5 мм, шагом 2,5 - 3,0 мм, вытянутом в направлении, нормальном к главным растягивающим напряжениям, под углом 60 - 75°. Применение способа позволяет в 1.1 раза повысить энергоемкость упругих элементов , 2 табл. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si)s С 23 С 8/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ......, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4671172/02 (22) 16.01,89 (46) 23.09,91. Бюл. N 35 (71) Владимирский политехнический институт (72) Г.П,Иванов и Э.M,Xàðàëàìáèåâà (BG) (53) 621.785,52 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 346404, кл, С 23 С 8/04, 1972. (54) СПОСОБ УПРОЧЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано в машиностроении для упрочения поверхности упругих элементов. Целью изобретения явИзобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке стальной поверхности деталей машин, и может быть использовано в машиностроении для упрочнения поверхности упругих элементов.
Целью изобретения является повышение энергоемкости деталей преимущественно упругих элементов за счет снижения модуля упругости путем создания на их поверхности гетерогенной макроструктуры.
На чертеже приведена схема, реализующая способ.
В процессе упрочнения стальных деталей, включающем частичную цементацию поверхности и последующую термообработку, цементацию ведут в твердом карбюризаторе через защитную медную маску, „„5U„„1678896 А1 ляется повышение энергоемкости деталей преимущественно упругих элементов за счет снижения модуля упругости путем создания на их поверхности гетерогенной макроструктуры. В способе упрочнения стальных деталей, включающем частичную цементацию поверхности и последующую термообработку, цементацию ведут в твердом карбюризаторе через защитную медную маску, снабженную зигзагообразным или ромбическим узором шириной 1,0—
1,5 мм, шагом 2,5 — 3,0 мм, вытянутом в направлении, нормальном к главным растягивающим напряжениям, под углом 60 — 750.
Применение способа позволяет в 1.1 раза повысить энергоемкость упругих элементов, 2 табл. I ил. снабженную зигзагообразным или ромбическим узором шириной 1,0 — 1,5 мм, шагом
2,5 — 3,0 мм, вытянутым в направлении, нормальном к главным растягивающим напря- О жениям, под углом 60 — 75 .
Благодаря такой макроструктуре в ме- (;О талле образуются своего рода зигзагообраз- (О ные волокна, которые из-за упомянутого сО местного ослабления межатомных связей Q (на месте стыка карбидов и твердого раствора) подобны невполне сваренным между собой листам рессоры. Под действием растягивающих нагрузок они работают не на растяжение, а на изгиб, обеспечивая значительные упругие перемещения, а следовательно, и заниженную жесткость.
Маска представляет собой узорчатый медный слой, создаваемый гальваническим
1678896
Таблица 1 осаждением меди через узорчатое лаковое покрытие, наносимое при помощи кисти или валика через трафарет.
Опыт и расчеты показывают, что чем больше вытянутость ромбического и зиг- 5 загообразного узора в направлении, нормальном к главным растягивающим напряжениям, тем большим оказывается и снижение жесткости материала, Пример. На стальную пластину с 10 содержанием углерода 0,17 — 0,22 через соответствующий трафарет кистью или валиком наносится узор из битумного лака (см. чертеж).
После обезжиривания в содовом рас- 15 творе и просушки пластину помещают в ванну с обычным кислым электролитом и покрывают слоем меди толщиной 0,02 мм в течение 30 — 40 мин при плотности тока 2—
3 А/дм . Затем пластину помещают в ящик 20 с твердым карбюризатором и подвергают цементации при 930 — 950 С в течение 2 ч.
После нормализации при 950 С в течение 15 мин проводят закалку с температуры 800 С в минеральном масле и дают отпуск при 25
400 С в течение 0,5 — 1 ч.
Экспериментальные результаты с указанием оптимальных диапазонов изменения этих параметров и их влияние на повышение энергоемкости упругих элемен- 30 тов представлены в табл, 1.
Работоспособность реальных деталей определяют конструктивной прочностью, учитывающей как прочностные характеристики, так и запас пластичности материала 35 и его способность сопротивляться возникновению и развитию трещин: где Л- работоспособность. Дж/м; з.
К вЂ” коэффициент перевода, аь — предел прочности, Mfla; д — пластичность, Образцы испытывают в условиях изгиба, предел прочности и пластичность определяют из диаграмм напряжения изгиба— деформация.
Данные опытов приведены в табл. 2.
Также определяют угол загиба а(на установке загиб-перегиб), при котором происходит разрушение образца или появление макротрещины.
Таким образом, применение способа позволяет в 1.1 раза повысить энергоемкость упругих элементов при одновременном повышении их работоспособности, Формула изобретения
Способ упрочнения стальных деталей преимущественно упругих элементов, включающий частичную цементацию поверхности деталей и их последующую термообработку, отличающийся тем, что, с целью повышения энергоемкости деталей за счет снижения модуля упругости путем создания на их поверхности гетерогенной макроструктуры, цементацию ведут в твердом карбюризаторе через защитную медную маску, снабженную зигзагообразным или ромбическим узором шириной 1,0 — 1,5 мм, шагом 2,5 — 3,0 мм, вытянутым в направлении, нормальном к главным растягивающим напряжениям, под углом 60 — 75 .
1678896
Таблица 2
Составитель Н.Рыжов
Техред М.Моргентал
Корректор С.Шевкун
Редактор Н.Гунько
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 3186 Тираж 544 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
