Способ упрочнения литых деталей из высокомарганцовистой стали

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при упрочнении накаткой роликом. Цель изобретения - повышение сопротивления износу и контактно-усталостным , разрушениям. Литой сердечник железнодорожных крестовин, из стали Г 13 подвергают накатке роликом за 8 проходов с постепенным увеличением усилия нагружения до величины, соответствующей максимально допустимой остаточной пластической деформации.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 21 D 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4760292/02 (22) 05.09.89 (46) 07,03.92. 6юл. ¹ 9 (71) Уральское отделение Всесоюзного. haучно-исследовательского института железнодорожного транспорта и .Новосибирский стрелочный завод (72) P.Ç.Кац, .Н,Н.Путря, А.Г.Царенко, А.А.Лейцингер, В.А.Пряхин, А.В.Водянов, И.А.Петрова, !О.Н.Радыгин, А,М.Олейник, Е.А.Шур и И.И.Клещева (53} 621.785.79(088;8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1258849, кл. С 21 -D 8/00, 7/04, 1986..

Родзевич П.И. Упрочнение деталей металлургического оборудования. — М.: Металлургиздат, 1963, с.295.

Изобретение относится к упрочнению металлов и предназначено для поверхностно-глубинного упрочнения высокомарганцовистой стали Г13Л с исходной аус- тенитной структурой, Известен способ упрочнения изделий, преимущественно из чугуна, включающий механическую обработку и поверхностный. наклеп обкаткой роликами, Известен способ поверхностного упрочнения профильными роликами гладких валов. Деформация, возникающая при накатке, приводит к наклепу металла.

Однако это приводит к резко выраженной границе упрочненного слоя, pacrlpOGTраняющегося на очень небольшую глубину, а также незначительной степени наклепа.

Известен способ упрочнения деталей машин методом обкатки роликами. (Ы, 1717648 Ai (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ЛИТЫХ:ДЕТАЛЕЙ ИЗ ВЫСОКОМАРГАНЦОВИСТОЙ

СТАЛИ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при упрочнении накаткой роликом. Цель изобретения— повышение сопротивления износу и контактно-усталостным. разрушениям. Литой сердечник железнодорожных крестовин из стали Г 13 подвергают накатке роликом за 8 проходов с постепенным увеличением усилия нагружения до величины, соответствующей максимально допустимой остаточной пластической деформации.

Применение профильных роликов создает очень большие контактные нагрузки в, в упрочняемой .зоне, что неприемлемо, так как при таких воздействиях происходит раз- д рушение металла. Уменьшение радиуса за.кругления ролика приводит к уменьшению глубины упрочненного слоя до 5-8 мм, а величина поверхностной твердости увели- @ чивается только в 1,4-1,5 раза, ОЭ

Для улрочнения изделий из виоокомерганцовистой стали, например сердечников евай железнодорожных крестовин, такой глубины и степени упрочнения недостаточно. Это вызвано тем, что в эксплуатации детали из стали Г13Л, в частности сердечники железнодорожных крестовин, подвергаются в начальный период эксплуатации интенсивному смятию вследствие малой величины поверхностной твердости и больших дина1717648 мических нагрузок на них, что приводит к преждевременному выходу их из строя.

Цель изобретения — повышение сопротивления износу и контактно-усталостным разрушениям. 5

Поставленная цель достигается путем пластического деформирования высокомарганцовистой стали. Упрочнение проводится в несколько (3 — 10) проходов.

В силу специфических особенностей 10 высокомарганцовистой стали, таких как высокая пластичность и способность упрочкяться до весьма значительных степеней деформации, имеется возможность использования этих свойств в целях улучшения 15 эксплуатационной стойкости.

В способе поверхность зоны перека- . тывания железнодорожных крестовин, усовики и острая часть накатывают цилиндрическим роликом. Накатка цилиндриче- 20 ским роликом приводит при воздействии больших давлений и соответствующей деформации к интенсивному наклепу аустенита высокомарганцовистой стали.

Усовые части и острая часть литого сер- 25 дечкика железнодорожных. крестовин подвергаются пластической деформации для воздействия на характеристики металла— прежде всего величину твердости.

Накатный цилиндрический ролик ради- 30 усом 130 мм устанавливают на машине

EMS-140, приспособленной для накатки, Выбор размера ролика обусловлен требованием получения упрочненного слоя до 30 мм. 35

Накатка цилиндрическим роликом проводится в несколько проходов с возрастающей величиной давления.

Применение максимальной нагрузки за один проход приводит к возникновению по- 40 перечных к направлению накатки трещин.

Поэтому способ сочетает постепенное увеличение нагружения с.многократностью накатки и является оптимальным в процессе" упрочнения сердечника. 45

В результате полученная твердость распространяется на глубину упрочнекного слоя до 30 мм на рабочих поверхностях литого сердечника железнодоро>ккых крестовин. 50

Предлагаемый способ упрочнения накаткой при фиксированных нагрузках 50, 50+90, 50+90+130 т, но при разном количестве (3-10) проходов повышает исходкую твердость (180 — 200 НВ) высокомарганцови- 55 стой стали в 1,5 — 2 раза, а глубину упрочнен-ного слоя в 4-5 раз по сравнению с известным, Задавая различные по величине нагрузки в процессе накатки цилиндрическим роликом, поверхность зоны перекатывания сердечника получает необходимые эксплуатационные характеристики крестовин.

Изменение структуры и выделение вторых фаз в виде карбидов в условиях значительчых нагрузок в интервале комнатных температур не наблюдается. Аустенитная структура стали Г13Л весьма стабильна в процессе воздействия на нее пластической деформации, возникающей в результате накатки. В TO же время происходит интенсивное образование деформационкых полос скол ьжения, причем, и ри повышении степени пластической деформации в процессе деформационного скольжения последовательно включаются три направления, распо- ложенные внутри зерен под 120 друг относительно друга.

Способ упрочнения какаткой цилиндрическим роликом является эффективным средством повышения величины твердости и увеличения глубины упрочненного слоя изделий из высокомарганцовистой стали

Г1ЗЛ.

В результате применения способа предэксплуатационного упрочнения сердечников железнодорожных крестовин накаткой цилиндрическим роликом эксплу- . атационная стойкость повышается на 30 g>.

Это проявляется в увеличении пропускаемого груза до допускаемого условиями эксплуатации износа в 6 мм, усовиков сердечника железнодорожных крестовин в t,28 раза, а по выкрашиванию, т,е. контактно-усталостным разрушениям, — в 1,33 раза по сравнению со стандартными кеупрочненными.

Формула изобретения

Способ упрочнения литых деталей из высокомарганцовистой стали, включающий многократную накатку статическим нагружением ролика, отличающийся тем, что, с целью повышения сопротивления износу и контактно-усталостным разрушениям, накатку выполняют эа 3-10 проходов с постепенно увеличивающимся усилием до величины, соответствующей максимально допустимой остаточной пластической деформации,