Способ обработки деталей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬ6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советснин

Социалистичеснин . Реенубнин ()825657 (61) Лополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 06.05.78(21) 2616018/22-02 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано З0.04.83 . Бюллетень 1тв 16 (51)M. Кл.

С 23 0 3/78

С 21 0 9/06

Веудлретвеннм33 квмнтвт

СССР ав делам кавврвтвнл33

w етврмтв33 (53) УДК 621. 785, .79 (088.8) Лата опубликования описаиия30.04.81 (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к химикотермнческой обработке стальных изделий и монет быть использовано для поверхностного упрочнения тяшелонаг-. рушеиных деталей сельскохозяйственных машин и тракторов.

Известен способ обработки деталей из шелезоуглеродис:тых сплавов, вклю-. чающий пластическую деформацию участками с интервалами при комнатной температуре и скоростной нагрев (1000-4000 С/с) под окончательную тержческую обработку (закалку) Я .

Данный способ уменьшает коробление и повьавает производительность, однако не в полной мере использует воэмошности упрочнения поверхности.

Известен способ обработки стапьны3с деталей, заключанщийся в том, что детали предварительно подвергают холодной или горячей пластической деформации со степенями соответственно 15-35 и 15-50Х и стабнлиэирукш1ему отпуску при 250-600 С 323.

Однако существующий способ обработки направлен исключительно на интенсификацию процесса химико-термической обработки и не устраняет коробление деталей.

Цель изобретения — уменьшение коробления иэделий.

Дпя достишения поставленной цели согласно способу обработки. включающему холодную ппвстическую деформацию, нагрев, химико-термическую обработку и охлаядение, производят дополз нительную деформацию участков, предварительно упрочненных пластической деформацией.

Кроме того, обработка включает холодную пластическую деформацию, наг" рев со скоростью 1000-4000 С/с, цементацию, подстушнвание до температуры закалки и закалку с налошеннем дополнительной упругой деформации в процессе подстунивания и закалки. Обработка такне включает холоднуш пластическую деформацию, нагрев со

825657

3 скоростью 1000-4000ОС/с, низкотемпературное азотирование и охлаждение с наложением дополнительной упругой деформации в процессе азотирования и последующего охлаждения.

Пластическую деформацию поверхностного слоя производят замкнутыми участками, интервалы в которых изолированы друг от друга и .расположены в центре деформированных участков, 1О что позволяет наиболее рационально распределить плотность дефектов и дислокаций за счет многократного их скольжения, и одновременно, резко снизить влияние интервалов на харак- 15 теристики формируемого диффузионного слоя. Влияние частичной резориентации зерен субструктуры в течение длительного процесса насыщения устраня ется упругой деформацией, которую 2О проводят при быстрых охлаждениях деталей после химико-термической обработки. Детали упруго фиксируются, совпадение упругой деформации по фазе с предварительной пластической дефор- 2s мацией, т.е. распространение действия упругой деформации на упрочненные участки, полученные при пластической деформации, позволяет использовать и при упругой деформации ин- ЗО тервалы для релаксации возникающих в процессах быстрых охлаждений внутренних напряжений. Интенсификации и бездеформационности процесса способствует также скоростной индукцион- Зз ный нагрев под химико-термическую обработку, сохраняющий частично.ориентацию в субструктуре и плотность дефектов, а также сокращает общее время обработки. 10

На чертеже показано устройство дл осуществления этих операций и последовательность операций способа.

Деталь 1, совершая поступательное и вращательное движение, пластически деформируется со степенью деформации

8-15 в обкаточных роликах 2, расположенных под углом 90 друг к другу

О и смещенных по оси на величину заданного технологического интервала.. Обкаточные ролики 2 образуют на поверх« ности детали непрерывные перекрещивающиеся продеформированные на глубину, равную 0,5-1„0 глубины диффузионного закаливаемого слоя, участки 3 1,от одного ролика ; и 4 (от второго роли" ка) с замкнутыми интервалами 5, расположенными в центре деформированных учас тков.

4.

Пластически продеформированная деталь, сохраняя вращательное и поступательное движение, перемещается в индукционный нагреватель 6, в котором с помощью индуктора 7 с магнитопроводом 8 (для повьппения тепловой мощности индуктора) нагревается до температуры химико-термической обработки (950-1050 С) с высокой скоростью 1000-4000 С/с. Одновременно со скоростным нагревом в зону нагрева подается газовый карбюризатор с помощью впрыскивающего устройства 9. Ин дукционный нагреватель 6 и впрыскивающее устройство 9 имеют определенную длину, связанную со скоростью поступательного движения деталей таким образом, чтобы обеспечить за время прохождения детали сквозь нагреватель 6 формирование диффузионного поверхност. ного слоя определенной глубины.

Детали 1 со сформированным диффузионным поверхностным слоем по выходу из нагревателя 6 попадают в обкаточные ролики 10 где,сохраняя вращательное и поступательное движение, подвергаются упругой деформации и быстрому охлаждению за счет того, что ролики водоохлаждаемы и, тем самым, обеспечивают скорость охлаждения детали после химико-термической обработки.

Упругая деформация после химико-термической обработки в роликах 10 с помощью корелирующего устройства производится по участкам, продеформированным предварительной пластической деформацией роликами 2, сохраняя интервальность деформированных участков.

Ролики 10, расположены под углом 90

0 и смещены по оси на величину технологического интервала предварительной пластической деформации.

Охлажденная до закалочной температуры деталь, сохраняя вращательное и поступательное движение, поступает в обкаточные закалочные ролики II, снабженные осевыми воздушно-водяными форсунками, где подвергается упругой деформации и скоростному закалочному охлаждению за счет водоохлаждаемости роликов 11 и 12, тем самым обеспечивая скорость охлаждения детали 300700ОС/с до 2000 упругая деформация в процессе закалки в роликах 11 производится по участкам, продеформированным предварительной пластической деформацией

Формула изобретения

1. Способ обработки деталей, включающий холодную пластическую деформацию,,нагрев, химико-термическую обработку и охпаждение, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьше" ния коробления изделий, производят дополнительную деформацию участков предварительно упрочненных пластической деформацией, 2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что проводят холодную пластическую деформацию, нагрев со скоростью 1000-4000 C/с, цементацию, подстуживание до температуры закалки и закалку с наложением дополнительной упругой деформации в процессе подстуживания и закалки.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что проводят холодную пластическую деформацию, нагрев со скоростью 1000-4000 С/с, низкотемпературное азотирование и охлаждение с наложением дополнительной упругой

5 8256 роликами 2, сохраняя интенсивность деформированных участков.

На деталях прямоугольного, квадратного и других сечений возможно осуществление предлагаемого технического решения с небольшой реконструкцией обкаточных роликов и применением для индукционного нагрева вращающихся магнитных полей. Соотношение площадей деформированных уачстков ip и замкнутых интервалов между ними должно сохраняться в пределе от

20:1 до 100:1.

Пример 1. Проводят химикотермическую обработку вакуумных ва- !5 ликов двух типоразмеров из стали

20!!ГТ. Детали обкатывают роликами с шагом 20 мм при скорости 50 об/мин и усилии 0,8-1,2 т, ролики расположены под углом друг к другу, равным gp

90, и смещены по оси на величину интервала, равного 3,2+2,0-0,5 мм.

Глубина деформированного слоя 0,350,95 мм, степень пластической деформации 5-157. Затем валики подвергают 25 нагреву под цементацию со скоростью

1000...4000 С/с до 950-1050 С. Избыточное давление газового карбюратора !

20...180 мм вод.ст. Время цементации

90-240 с, глубина цементного слоя с

1/2 переходной зоны 0,68-0,96 мм.

После прохождения деталями индукционного нагревателя, в котором они подвергались химико-термической обработке, валики подвергаются быстрому охлаждению с 950-1050 С до 820-840©С со скоростью 80-120 C/с путем обкатки водоохлаждаемыми роликами, выполненными и расположенными аналогично роликам для пластической деформации. 40

Усилие на роликах в зависимости от диаметра обрабатываемой детали и марки стали колеблется в пределах 30120 кг, время охлаждения 1,5-3 с.

Затем BBJIHKH подвергаются быстрому 45 охлаждению с 820-840ОС до 20-180 C со скоростью 300-700 С/с водоохлаждаемыми роликами с осевыми воздушноводяными форсунками, выполненными и расположенными аналогично роликам 5р для пластической деформации. Усилие на роликах 30-.120 кг, давление воды в.:воздушно-водяной форсунке

3-4 ати, давление воздуха 1,0-1„5 ати. 5

Пример 2. Проводят азотирование валиков Hs стали 38 ХИОА диаметром 1410,05 мм и длиною 273ф0,5 мм.

Предварительная пластическая деформа57 6 ция и нагрев до температуры азотнрования 525+25 Ñ производят аналогично примеру !. Расход аммиака.в секциях индукционного нагревателя 10012 л/мин, время азотирования 2 0,2мин.

Деформирующее усилие на роликах в процессе охлаждения 80-100 кг, скорость охлаждения деталей 150-.

200 С/мин. Глубина азотированного слоя 0,2-0,3 мм, твердость слоя HRC

63-64, коробление 0,15.

Все операции способа выполняют непрерывно-последовательным способом на установке с горизонтальным расположением поддерживающих и обкатывающиэ устройств с источником нагрева (стандартной установкой В4Г-1-100/0066), Производительность установкк 5595 мм/с.

Использование предлагаемого способа обработки деталей обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: возможность совместить интенсификацию процессов химико-термической обработки с их бездеформационностью возможность осуществле3 высокопроизводительных процессов химико-термической обработки непрерывно-последовательным способом и повышение кйества химико-термической и окончательной термической обработки.

825657 деформации в процессе азотирования и последующего охлаждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.l. Авторское

У 670621, кл. С

2. Авторское

II 331101, кл. С.8 свидетельство СССР

21 0 1/78, !976. свидетельство СССР

2! 0 1/78, 1970.

Составитель Р. Клыкова

Редактор Л. Пчелинская Техред М.Голинка Корректор С. Шомак

Заказ 2 15 49 Тираж 618 Подписное

ВННН!1Н Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,