Способ упрочнения стальных деталей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.79 (21) 2708549/22-02 (51)M. KJI. с присоединением заявки М— (23) Приоритет

С 21 0 7/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 301280, Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 01.0181 (53) УДК 621. 787 3

:621.793.322 (088.8) (72) Авторы изобретения.

Н. Г. Човнык, В. А. Ахматов, Д. Д. Папшев, Ю. И. Кургуэов, Л. Н. Човнык и Л. Э. Маслова (71) Заявитель

Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к области машиностроения, к процессам повышения иэносостойкости и контактной вы- носливости стальных деталей, рабо тающих в условиях трения качения и скольжения.

Известны способы упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием (ППД), такие как обкатывание шариком, роликом, обдувка микрошариками, алмазное выглаживание и др. 1„ .

Известен способ упрочнения поверхностей вращающимися металлическими щетками, который особенно эффекти- 15 вен при обработке прерывистых, фасонных поверхностей, а также деталей пониженной жесткости, например колец подшипников 1.21.

Однако получаемое в процессе упрочнения щетками повышение износостойкости и контактной выносливости является недостаточным. Кроме того, при ударе и скольжении сжато-иэогну- 25 тых проволочек по поверхности детали могут возникать прижоги, схватывание материала проволочек и детали, поверхностный отпуск — как следствие эначительных температур в зоне кон- 30 такта, обусловленных высоким значением коэфФициента трения.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости деталей.

Эта цель достигается тем, что перед упрочнением щетками вводится предварительная обработка, состоящая иэ выдержки детали в кипящем водном растворе, содержащем 20-30 г/л боровольфрамовокислого кобальта, и последующего нагрева в масле, например вазелиновом, при 160-180 С в течение

50-60 мин.

При этом на поверхности образуется модифицированный слой, являющийся твердой смазкой, которая, снижая коэффициент трения, создает благоприятные условия как для протекания пластической деформации в поверхностном слое при последующем упрочнении щетками, способствуя повышению качества поверхности, так и для увеличения контактной выносливости и износостойкости детали при ее дальнейшей эксплуатации.

Пример 1. На стенде МКВ (машина для испытания на контактную выносливость) проводились испытания на контактную выносливость колец

791777

Формула изобретения

749Ю .!ОВ .

ВНИИПИ Заказ 9401/25 Тираж 608 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 роликовых подшипников типа 32205 из стали ШХ15. Перед упрочнением щетками была проведена обработка в водном растворе, содержащем 20 г/л боровольфрамовокислого кобальта, в течение.15 мин и затем прогрев в ваэели новом масле при 160 С в течение одно-. го часа.

Режим упрочнения колец следующий: скорость вращения щетки 37 м/с, натяг 4 мм, наружный диаметр щетки

240 мм, диаметр проволочек 0,4 мм, длина проволочек 70 мм, время обработки 20 с.

На чертеже представлены кривые контактной выносливости стали ШХ15 в зависимости от вида технологической обработки колец . кривая 1 — упрочнение металлическими щетками; кривая 2 — упрочнение металлическими щетками с предварительной обработкой в растворе боровольфрамовокислого кобальта (концентрация 20 г/л) и прогревом. в вазелиновом масле.

Из графика видно, что создание на поверхности перед упрочнением щетками модифицированного слоя приводит к повышению контактной выносливости колец по сравнению с контактной выносливостью колец, упрочненных щетками без предварительной обработки.

Пример 2. Были проведены производственные испытания подшипников в цехах 4 ГПЗ. Внутренние кольца подшипников типа 576205Е и 36204Е2 из .стали ШХ15 были обработаны в кипящем растворе боровольфрамовокислого кобальта с концентрацией 20 г/л в течение 15 мин, затем прогреты в вазелиновом масле при 160 С в течение одного часа, после чего упрочнены щетками.

Подшипникй устанавливались в электрошпинделях ЭШ24 f число оборотов шпинделя — 24000 в минуту). Оснащение шпинделя состоит из четырех подшипников типа 576205Е в передней опоре и двух подшипников типа 36204Е2 в задней опоре.

Расчетная норма долговечности шпинделя составляет 300 ч.

Использование предлагаемого технологического метода обработки колец

1© подшипников позволяет значительно по-. высить их долговечность.

Шпиндели, скомплектованные с подшипниками, обработанными по предложенной технологии, проработали окоt3 ло трех расчетных норм.

Я 1. Способ упрочнения стальных деталей, включающий обработку металлическими щетками, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости деталей, производят предварительную выдержку в кипящем водном растворе, содержащем 20-30 г/л боровольфрамовокислого кобальта, с последующим нагревом, в масле при 160-180 С, в течение

",50-60 мин.

З 2.. Способ по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что нагрев проводят в вазелиновом масле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 491730, кл. С 23 С 9/00, 1973.

2. Серебреницкий П. П. Обработка деталей механическими щетками. Л., Лениздат, 1967, с. 5, 54, 79, 83.