Способ поверхностной электроконтактной закалки деталей

 

Изобретение относится к термообработке и может быть использовано в машиностроительной промышленности для упрочнения рабочих поверхностей деталей. Техническим результатом изобретения является уменьшение внутренних напряжений и регулирование износостойкости за счет изменения соотношения площадей закалки и незакаленных участков. Сущность изобретения: способ поверхностной электроконтактной закалки деталей из железоуглеродистых сплавов включает нагрев деталей пропусканием тока через движущиеся контактные ролики, прижимаемые к обрабатываемой поверхности с последующим охлаждением зоны нагрева. Закалку поверхности осуществляют в виде полос шириной 2 - 16 мм и глубиной закалки 0,2 - 4,2 мм, расстояние между полосами составляет 0,1 - 6 мм. Полосы закалки могут быть выполнены прерывистыми и расположены в шахматном порядке. При этом соотношение площадей незакаленных и закаленных участков упрочняемой поверхности составляет 1:0,3 - 4. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области термообработки деталей и может быть использовано в машиностроительной промышленности для упрочнения рабочих поверхностей деталей, в частности изобретение относится к способу поверхностной закалки деталей.

Известен способ поверхностной электроконтактной закалки деталей, в котором для получения заданной глубины закаленного слоя контактные ролики прижимают к поверхности обрабатываемой детали давлением 0,6 - 0,8 от предела текучести материала детали и сообщают им движение с определенной скоростью /1/.

Известен также способ поверхностной электроконтактной закалки деталей, согласно которому нагрев поверхности осуществляют пропусканием электрического тока через движущиеся контактные ролики, прижимаемые к обрабатываемой детали с определенным давлением и перемещаемые с требуемой скоростью, с последующим охлаждением зоны нагрева. При этом между контактными роликами создается давление на поверхности детали /2/.

Недостатком известных способов является высокий уровень остаточных внутренних напряжений, что снижает эксплуатационную надежность детали.

Цель изобретения - уменьшение внутренних напряжений и регулирование износостойкости за счет изменения соотношения площадей закалки и незакаленных участков.

Поставленная цель достигается тем, что в способе поверхностной электроконтактной закалки деталей из железоуглеродистых сплавов, включающем нагрев детали пропусканием электрического тока через движущиеся контактные ролики, прижимаемые к обрабатываемой поверхности под давлением, и охлаждение зоны нагрева, закалку поверхности осуществляют в виде, по крайней мере двух, полос шириной 2-16 мм, а расстояние между полосами берут 0,1-6 мм, при этом соотношение площадей незакаленных и закаленных участков упрочняемой поверхности составляет 1:0,3-4. Глубину закалки берут 0,2-4,2 мм.

Полосы закалки можно выполнять прерывистыми, а также прерывистые полосы располагать в шахматном порядке.

Поверхностная закалка в виде полос шириной 2-16 мм и глубиной 0,2-4,2 мм при расстоянии между полосами 0,1-6 мм, а также при соотношении площадей незакаленных и закаленных участков упрочняемой поверхности 1:0,3-4 позволяет уменьшить внутренние напряжения, возникающие на закаленных участках детали.

Минимальная ширина закаленной полосы определяется снижением эффективности упрочнения и деформацией электродов при приложении необходимого давления.

При получении полосы более 16 мм возникают большие внутренние напряжения, которые не снимаются увеличением расстояния между полосами. При этом для получения полосы шириной более 16 мм требуются более мощные источники тока.

Минимальное значение глубины закалки 0,2 определяется фактической минимальной величиной износа детали, при которой закалка может дать эффект роста износостойкости упрочняемой поверхности. Максимальная глубина закалки 4,2 мм определяется возможностью последующей проточки детали для возобновления исходного профиля.

При расстоянии между полосами не менее 0,1 мм начинают гаситься внутренние напряжения, возникающие в закаленных полосах. Расстояние более 6 мм между полосами приведет к снижению износостойкости обрабатываемой поверхности. Соотношение площадей незакаленных и закаленных участков упрочняемой поверхности 1: 0,3- 4 определяется требуемой износостойкостью и величиной внутренних напряжений.

Способ поверхностной электроконтактной закалки деталей осуществляется следующим образом.

Сначала на обрабатываемую деталь устанавливают контактные ролики друг за другом со смещением, определяемым шириной не закаливаемого участка и прижимают к обрабатываемой поверхности с требуемым давлением. Включается источник тока и на контактные ролики подается напряжение. Под контактными роликами деталь быстро нагревается до температуры закалки и осуществляется формирование закаленных полос с требуемой глубиной закалки.

Примеры выполнения способа.

Поверхностной закалке подвергается гребень вагонного колеса диаметром 600 мм из железоуглеродистого сплава. Контактные ролики устанавливаются со смещением 3 мм. При этом ширина закаленных полос составляет 5 мм, а глубина закалки 2,5 мм.

Поверхностной электроконтактной закалке подвергались колесные пары железнодорожного транспорта диаметром 800 мм. Контактные ролики устанавливались со смещением 4 мм. При этом ширина закаленных полос составляет 9 мм, а глубина закаленного слоя 4 мм.

Поверхностной электроконтактной закалке подвергались колесные пары диаметром до 1000 мм. Контактные ролики устанавливались со смещением 5 мм. При этом ширина закаленных полос составляет 12 мм, а глубина закаленного слоя 3,5 мм.

Согласно изобретению способ поверхностной электроконтактной закалки позволяет восстанавливать изношенные детали с регулированием износостойкости за счет изменения соотношения площади закалки и не закаленных участков. Полосы могут быть выполнены сплошными или прерывистыми. В свою очередь прерывистые полосы могут располагаться в шахматном порядке. Все это дает возможность регулировать на поверхности обрабатываемой детали соотношение площадей закаленных и незакаленных участков. Данный способ может быть широко использован при ремонте трамвайных и железнодорожных колес, а также валов и внутренних поверхностей цилиндров, придавая им высокую эксплуатационную надежность.

Источники информации 1. Авторское свидетельство N 1325092, кл. C 21 D 1/06, 23.07.87.

2. Авторское свидетельство N 1713943, кл. C 21 D 1/06, 23.02.92.

Формула изобретения

1. Способ поверхностной электроконтактной закалки деталей из железоуглеродистых сплавов, включающий нагрев детали пропусканием электрического тока через движущиеся контактные ролики, прижимаемые к обрабатываемой поверхности под давлением, и охлаждение зоны нагрева, отличающийся тем, что закалку поверхности осуществляют в виде по крайней мере двух полос шириной 2 - 16 мм, расстояние между полосами берут 0,1 - 6 мм, при этом соотношение площадей незакаленных и закаленных участков упрочняемой поверхности составляет 1 : 10,3 - 4.

2. Способ поверхностной электроконтактной закалки деталей по п.1, отличающийся тем, что глубину закалки берут 0,2 - 4,2.

3. Способ поверхностной электроконтактной закалки деталей по п.1, отличающийся тем, что закалку делают прерывистой.

4. Способ поверхностной электроконтактной закалки деталей по п.2, отличающийся тем, что прерывистые участки полос располагают в шахматном порядке.