Способ упрочнения деталей
Изобретение относится к области упрочнения и восстановления деталей, в частности способами электроконтактной приварки и химико-термической обработки. Чугунную стружку перемешивают с порошком хрома с размером частиц 0,1-0,6 мм, помещают в контейнер, обрабатывают методами диффузионной металлизации при температуре 1050-1150°С, выдерживают от 2 до 8 часов, охлаждают до комнатной температуры, распаковывают контейнер, затем обработанную таким способом стружку наносят на ленту для электроконтактной приварки или на образец листового металла, далее эту ленту или металл приваривают электроконтактным способом к детали. Использование способа упрочнения и восстановления изделий позволяет сохранить первоначальную структуру сердцевины стали обрабатываемого изделия и при этом достигнуть значительного увеличения поверхностной твердости и коррозионной стойкости изделия, а также значительно улучшить качество соединения привариваемой ленты и обрабатываемой детали за счет того, что стальную ленту приваривают к обрабатываемой детали через промежуточный слой из чугунной стружки, спеченной с порошком хрома методом диффузионной металлизации, само изделие при этом не подвергают химико-термической обработке, что позволяет сохранить его исходные свойства. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области упрочнения и восстановления деталей, в частности, способам электроконтактной приварки и диффузионной металлизации и может быть использовано для упрочнения и восстановления деталей машин.
Известен способ диффузионного хромирования в вакууме (см. Ав. св. №1 803 469, МКИ С 23 С 10/23 от 22.05.91, опубл. бюл. №11 от 23.03.93), заключающийся в том, что изделия загружают в контейнер с гранулированным хромом, создают вакуум, нагревают, выдерживают, охлаждают, после чего контейнер распаковывают, проводят термоциклирование изделий в вакууме. Термоциклирование проводят в интервале температур 860-630°С с числом циклов 8-10. Таким образом, нагреву подвергают всю деталь, что приводит к объемному изменению ее первоначальной структуры и поводке.
Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому изобретению, выбранному за прототип, является способ восстановления деталей электроконтактной приваркой (см. Надежность и ремонт машин под редакцией проф. В.В.Курчаткина, М.: КОЛОС, 2000, с.231-234. Глава "Технологические процессы восстановления деталей машин", раздел "Бездуговые способы наплавки", подраздел "Электроконтактная приварка").
Это способ восстановления деталей заключается в совместном деформировании привариваемой стальной ленты и поверхности детали, нагреваемых до пластического состояния электрическим током.
Недостатком способа является невозможность получения приваренных слоев с высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью, что снижает ресурс деталей после их восстановления.
Сущностью изобретения является способ упрочнения и восстановления деталей путем электроконтактной приварки стальной ленты с предварительным нанесением на нее измельченной чугунной стружки, спеченной с порошком хрома, при этом спекание проводится методом диффузионного хромирования. Чугунную стружку помещают в контейнер с порошком хрома, перемешивают, нагревают, выдерживают и охлаждают, затем распаковывают контейнер. Наносят полученный состав на стальную ленту, которую приваривают электроконтактным способом к упрочняемой и восстанавливаемой детали.
Способ осуществляется следующим образом.
Чугунную стружку перемешивают с порошком хрома грануляцией 0,1...0,6 мм, помещают в контейнер, нагревают до температуры 1050-1150°С, выдерживают от 2 до 8 часов, охлаждают до комнатной температуры, распаковывают контейнер. Обработанную таким способом стружку наносят на ленту и приваривают ее электроконтактным способом к упрочняемой и восстанавливаемой детали.
Пример. Проводят диффузионное хромирование чугунной стружки с последующей ее приваркой к упрочняемой и восстанавливаемой детали.
Чугунную стружку, размер частиц которой 0,1...0,6 мм, перемешивают с порошком хрома Х97 грануляцией 0,1...0,6 мм и засыпают в полугерметичный контейнер. Контейнер устанавливают в вакуумную печь СНВЭ - 1.3.1/16-Н3, где создают остаточное давление 1,33×10-1 Па и нагревают до температуры 1100°С, выдерживают 6 часов, после чего печь охлаждают до температуры окружающей среды, достают контейнер из печи и распаковывают его. Обработанную таким образом стружку наносят на ленту из стали 45 толщиной 0,4 мм, приваривают ее электроконтактным способом к детали из стали 45 на установке для электроконтактной приварки ленты модели 011-1-01 "Ремдеталь" при силе сварочного тока 6,1 кА.
После приварки поверхность шлифуется под заданный размер.
Технический результат достигается путем повышения поверхностной твердости приваренного слоя, в результате чего повышается износостойкость упрочняемых и восстанавливаемых деталей.
Использование предлагаемого способа упрочнения и восстановления деталей позволяет получить твердость поверхности деталей Нμ=13,5...18,0 ГПа, что в 1,5...2,0 раза превышает твердость закаленных сталей, чем достигается повышение износостойкости в 2...5 раз. За счет высокого содержания хрома и его соединений в приваренном слое металла, коррозионная стойкость в различных средах повышается в 8...60 раз. Изменение толщины привариваемой ленты, грануляции чугунной стружки и порошка хрома обеспечивают приращение линейных размеров деталей от 0,3...1,5 мм.
1. Способ упрочнения и восстановления деталей, включающий электроконтактную приварку ленты к детали, отличающийся тем, что перед электроконтактной приваркой на ленту наносят слой чугунной стружки, спеченной с порошком хрома.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что чугунную стружку спекают с порошком хрома методом химико-термической обработки.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что химико-термическую обработку осуществляют диффузионным хромированием в интервале температур от 1050 до 1150°С с выдержкой от 2 до 8 ч.
