Способ упрочнения металлов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>744043

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

I (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)M. Кл.2

С 21 D 7/02

В.24 В 39/00 (22) Заявлено 110178 (21) 2569782/25-27 с присоединен ием заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.06,80. Бюллетень Мо 24

Дата опубликования описания 3006.80 (53) УДК 621.73 (088. 8) A.Н. Овсеенко, A.Р. Клюшин, A.A. Мишулин и Г.А. Пименов (72) Авторы изобретения

Научно-производственное объединейие rio технологии машиностроения ЦНИИТИАШ (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ METAHJIOB

Изобретение относится к области упрочнения металлов поверхностным пластическим деформированием.

Известен способ упрочнения металлсв, заключающийся в том, что поверхностный слой металла деформируют движущимся относительно него инструментом, деформирующая поверхность которого характеризуется исходной конфигурацией фронта деформирования (1) .

Однако известный способ не дает воэможности достигать значительной степени упрочнения при относительно небольших усилиях деформирования..

Это существенно сужает область применения данного способа, например при упрочняюще-чистовой обработке закаленных сталей. Для осуществле" ния укаэанного способа необходимо создавать специальные устройства для взаимосвязанного изменения, ряда технологических параметров процесса (рабочего давления и подачи инструмента), что увеличивает экономические затраты. Кроме того, известный способ обладает ограниченной производительностью.

Цель изобретения — снижение зат, рат, улучшение качества обработки и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в процессе деформирования поверхностного слоя металла изменяют конфигурацию фронта деформирования в направлении обработки, обеспечивая соответствие участкам обрабатываемой поверхности с «максимальным упрочне.нием вогнутой кривой фронта деформи" рования с максимальной кривизной, а участкам с минимальной степенью упрочнения - выпуклой кривой фронта деформирования также с максимальной кривйэной.

Сйособ осуществляется следующим .образом.

На упрочняемой поверхности выделяют зоны с различной степенью упрочнения. Составляют зависимость тре- буемой степени упрочнения от конфигурации деформирующей поверхности инструмента, обеспечивающей ее достижение, программу изменения конфигурации Фронта деформирования от переме щения инструмента и задают ее в соответствующее устройство. Назначают технологические параметры упрочнения, .744043

Увеличение. твердости

h НВ

Поверхностная твердость, HB

Конфигурация фронта деформирования в направлении перемещения инструмента

Точки замера, В исходи ая максимальная 217

209

Вогнутая

Rxp=-10 MM

Выпуклая

Rxp= 15 мм

115 .

119

116

117

102

3 7

36

157

152

153

2

В таблице приведены результаты исгытани.

Для достижения той же.степени упрочнения известным способом требуется создание на участке эоны A рабочего давления не менее P

40 1200 мН/м, а на участке эоны В не менее P 1000 мН/м

Таким образом, заданная степень упрочнения по предлагаемому способу достигается при усилиях на 20-25% меньших, чем известным способом. которые остаются неизменными в про- дисковый кулачок 3, профиль которого цессе обработки. В процессе упроч- имеет переменную конфигурацию с заданняющей обработки изменяют в соответ- ной- крйвиэной. К профильной поверхствии с заданной программой геометрию ности кулачка 3 пружинами 4 через поддеформирующей поверхности инструмен- вижные упоры 5 поджимаются деформируюта в направлении обработки . щие элементы 6 (ролики, шарики), конНа фиг. 1 изображен фронт деформи- тактирующие с опорной плитой 7, предрования при упрочнении поверхностным назначенной для передачи рабочего давпластическим деформированием по пред- ления на обрабатываемую .поверхность лагаемому способу; на фиг. 2 - сече- детали 8 с требуемым усилием ®. иие А-А на фиг. 3; на фиг. 3 - сече- Для упрочнения используются плосние.Б-Б на фиг. 2. кие образцы размером 20х100х300 мм из

По предлагаемому способу управление горячекатанной стали 10 ГОСТ 1030-60

Упрочнением осуществляют изменением с исходной шероховатостью по 5-му конфигурации фронта деформирования в классу и исходной твердостью 110-120 направлении перемещения инСтрумента НВ. По длине образца требуется получить

S. Например, в случае создания вог- 3S две эоны с различной степенью упрочнутого фронта (см. позицию A на . нения. Зона A длиной 120 мм с тверфиг. 1) волна деформируемого метал-. достык не менее 210 НВ, зона B длила распространяется концентрируясь, ной 180 мм с твердостью не менее фокусируясь в локальной области пе- 150 НВ.

« ред инструментом. При этом сталкива- 20- -Дпя достижения поставленной цели ются пластические течения металла в процессе движения устройства в напраэличных направлений, и деформиро- равлении подачи S (см. фиг. 3) при пованный металл в этой области нахо- ворачив анин кулачка 3 по заданной продится в условиях многостороннего грамме с требуемой скоростью., подпрусжатия, что, приводит к возрастанию gg жиненные деформирующие элементы 6 интенсивности и степени деформацион- воспроизводят профиль кулачка 3 и ного упрочнения металла в этой облас- соответственно его вращение, изменяти. С увеличением кривизны фронта ют конфигурацию фронта деформировадеформирования возрастает и степень ния в направлении перемещения устройдеформационного упрочнения металла ства так, что на участке зоны A соэЬу р до 4удр.ala.Х . B,ñëó÷àå создания ® ) дают выпуклую конфигурацию фронту выпуклого фронта деформирования (см. деформирования с радиусом кривизны позицию В на фиг. 1) с увеличением RxP =15 мм, а на участке зоны В созкривиэны все более облегчаются ус- дают вогнутую конфигурацию фронта ловия распространения крайних, слоев деформирования с радиусом кривизны металла по фронту деформирования. Нкв 10 мм. Остальные параметры упВ Результате этого ослабляется напря- Рочнения остаются постоянными макженность поля деформирования и в сред- симальное давление P= 800 мН/м

t них слоях и, таким образом, вся зо- подача S = 0,06 мН/об, скорость на сопряженного с инструментом ме- Ч 60 м/мин, охлаждение — машинное талла получает уменьшенное деформаци- 40 масло. Эффект упрочнения оценивается онное упрочнение Ьуп .щи . по приросту твердости h НВ, которая

Устройство, осуществляющее предла- измеряется по продольной осевой лигаемый способ, состоит из кОрпуса 1, нии образцов в трех точках каждой в котором на валу 2 устанавливают зоны упрочнения.

744043

Формула изобретения

Это позволяет высокоэффективно управлять степенью и распределением упрочнения по обрабатываемой поверхности., не прибегая к изменению других технологических параметров (скорости, усилия деформирования), что, в свою 5 очередь, расширяет технологические воэможности способа и позволяет с высоким качеством и производительностью упрочнять тонкостенные и маложесткие детали, а также обеспечивать высокую эффективность процесса при упрочняюще-чистовой обработке закаленных сталей.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить степейь упрочнения и качество поверхностного слоя, увеличить производительность процесса и снизить экономические затраты.

Способ упрочнения металлов, заключающийся в том, что поверхностный слой металла деформируют движущимся относительно него инструментом, деформирующая поверхность которого характеризуется исходной конфигурацией фронта деформирования, о т л ич а ю шийся тем, что, с. целью снижения экономических затрат, улучшения качества обработки и повышения производительности, в процессе деформирования поверхностного слоя металла изменяют конфигурацию фронта деформирования в направлении обработки, обеспечивая соответствие участкам обрабатываемой поверхности с максимальным упрочнением вогнутой кривой фронта деформирования к максимальной кривизной, а участкам с минимальной степенью у рочнениявыпуклой кривой фронта деформирования также с максимальной кривизной.

Ист очи и ки и нформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР я 375169, кл. B 24 B 39/00, 1973.

7440"43, Н. Стец

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Быстров

Редактор В. Романенко Техред Р. Олиян КоРРектоР

Заказ 3770/6 Тираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государств енного комнтета СССР по делам изобретений и открытий

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