Способ поверхностной электроконтактной закалки деталей

 

Изобретение касается термообработки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для упрочнения рабочих поверхностей деталей преимущественно тел вращения, в частности валков прокатных станов. Цель - улучшение качества поверхности закаленного слоя путем получения заданной его глубины и сохранения исходной шероховатости. Контактные ролики прижимают к поверхности обрабатьшаемой детали давлением 0,6-0,8 от предела текучести материала детали и сообщают им движение относительно обрабатываемой поверхности со скоростью, определяемой по соотношению ,16/(h- -l6/N), где V- скорость движения роликов, м/с; N - активная мощность, подводимая к детали , кВт; h - заданная глубина закаленного слоя, мм. Охлаждение нагретой зоны осуществляют либо теплоотводом в массу детали, либо охлаждающей жидкостью. 1 ил, 2 табл. I (Л со ю СП О со to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1325092 А i (5D 4 С 21 D l/06, 9/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3974264/22-02 (22) 04.11.85 (46) 23.07.87. Бюл. У 27 (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) А.M.Ðåçíèöêèé, С.Я.Шехтер, М.В.Колесников, В.С.Коцюбинский, Т.Л.Дритова, С.Л.Лившиц и Г.В.Данилович (53) 621.785(088.8) (56) Гевелинг Н.В. Поверхностная электротермообработка. - М. -Л.:

ОНТИ, 1936, с.117-)27, фиг.96 е. (54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ЗАКАЛКИ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение касается термообработки и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для упрочнения рабочих поверхностей деталей преимущественно тел вращения, в частности валков прокатных станов. Цель — улучшение качества поверхности закаленного слоя путем получения заданной его глубины и сохранения исходной шероховатости.

Контактные ролики прижимают к поверхности обрабатываемой детали давлением 0,6-0,8 от предела текучести материала детали и сообщают им движение относительно обрабатываемой поверхности со скоростью, определяемой по соотношению Ч О,IЬ/(h+I6/N), где V— скорость движения роликов, м/с; N— активная мощность, подводимая к детали, кВт; h — заданная глубина закаленного слоя, мм. Охлаждение нагретой зоны осуществляют либо теплоотводом в массу детали, либо охлаждаю- вам щей жидкостью. ил, 2 табл.

092

Изобретение относится к термообработке и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для упрочнения рабочих поверхнос5 тей деталей, преимущественно тел вращения, в частности валков прокатных станов.

Целью изобретения является улучшение качества закаленного слоя путем 10 получения заданной его глубины и сохранения исходной шероховатости.

На чертеже представлена схема предложенного способа.

Между передней 1 и задней 2 бабка- 15 ми токарного станка устанавливают обрабатываемый вал 3. При помощи суппорта 4 контактные ролики 5 подводят к поверхности вала и устройствами для .прижатия б создают необходимое давле- 20 ние (0,6-0,8). Включают привод вращения детали, источник 7 питания и механизм перемещения суппорта. Начинается процесс поверхностной закалки. Под контактными роликами происходит мгновенное нагревание поверхностного слоя до критических температур, при этом незначительная часть этого слоя от поверхности глубиною до 0,1 мм не закаливается, так как не достигает З0 указанных температур в связи с интен-, сивным теплоотводсм в ролики. Этот тонкий слой способствует приработке детали и предохраняет закаленньпi слой от образования трещин. Необходимая скорость охлаждения обеспечивается теплоотводом в массу изделия. Возможны и другие виды охлаждения (сжатым воздухом, эмульсией и т.п.).

Скорость движения роликов опреде- 40 ляют из соотношения

О 1б

V .Х

16 1 (h + --)

N где h — заданная глубина закаленного 4б слоя, мм;

N — активная мощность, подводимая к детали, кВт.

Способ осуществляется следующим образом. 50

Поверхностной закалке подвергают валки сортопрокатного стана. Валки диаметром 660 мм, изготовленные из легированного чугуна, до закалки имеют шероховатость Rz qg и твердость

HRC30. Глубину закаленного слоя в соответствии с величиной допустимого износа задают 2 мм. Лля роликов ширияой ь мм И = 1О кВт. Скорость движения роликов относительно обрабатываемой поверхности определяют по предложенному соотношению Ч=0,0123 м/с.

Давление роликов на вал устанавливают 0,7 материала валка т.е.

3

30 кг/мм . По указанному режиму производят поверхностную закалку валков.

После окончания термообработки поверхность валков не имеет дефектов, шероховатость остается без изменений и составляет К <, . Глубина закаленного слоя, измеренная по торцу бочки валка, составляет 2,02 мм. Твердость закаленного слоя HPC 48-50.

В табл.1 для обоснования заявленных пределов давления контактных роликов на поверхность детали приведены экспериментальные данные с изменениями отношения Р/ 6 в пределах

0,46-0,83 на деталях из стали и 0,500,90 на деталях из чугуна.

Из табл.1 следует, что при давле-. нии роликов на вал менее 0,66 материала изделия образуются дефекты поверхности, так как между роликом и налом возникают искрения в виде микродуг (вследствие слабого электрического контакта), приводящие к оплавлению участков поверхности. При давлении более 0,8 Ьт шероховатость увеличивается, материал обрабатываемого изделия течет, за роликами остается след в виде канавок глубиною 0,01-0,1 мм.

И только при давлении роликов (0,60,8) Ь материала изделия поверхность

«е имеет дефектов и шероховатость ее не ухудшается.

В табл.2 приведены данные для обоснования заявленного соотношения при выборе скорости движения роликов относительно обрабатываемой поверхности в зависимости от требуемой глубины закаленного слоя.

Из табл.2 видно, что отклонение полученной глубины закаленного слоя от заданной составляет не более 5Х.

Такое отклонение является вполне допустимым.

По известному способу проводят обработку опытных валов иэ чугуна диаметром 300 мм и длиной 500 мм. После обработки шероховатость поверхности увеличилась с 40 до 100.

Известный способ электроконтактной поверхностной закалки неприменим для упрочнения калибров сортопрокат1325092 данной егo глубины и сохранения исходной шероховатости, контактные ролики прижимают к обрабатываемой поверхности с давлением, создающим на6 пряжение 0,6-0,8 предела текучести материала детали, а скорость движения роликов относительно этой поверхности определяют по следующему соотФормул а из о.брет ения 1пношению:

О 16

V (h+ — )

16 2

N где V—

N слоя, мм.

Таблица 1 хности

200 0,46 Оплавление поверхности

430

0,01

Сталь, R 40

220

240

0,60 Без дефектов R=40

0,65 R=40

0,70 Без дефектов, R=40

0,74 Без дефектов, R=40

0,79 Без дефектов, R=40

0,80 Без дефектов, К=40

260

280

300

320

340

345

0,81 Увеличение шероховатости R=80 350

360 0,83 Смятие поверхности до О 05 мм

380 0,88 Смятие поверхности до 0,1 мм

200 0,50 Плавление участков поверхности

0,01

400

Чучун

R 40 ных валков, так как при его использовании необходимо последующее шлифование закаленной до HRC 45-50 поверхности, а кроме того он не гарантирует заданной глубины закаленного слоя, что важно для калибров сортопрокатных валков.

Способ поверхностной электроконтактной закалки деталей, Включающий нагрев поверхности детали пропусканием электрического тока через движущиеся контактные ролики и охлаждение зоны нагрева, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества закаленного слоя путем получения заскорость движения роликов, м/с; активная мощность, подводимая к детали, кВт; заданная глубина закаленного

0,51 Оплавление участка поверхности

0,55 Отдельные участки оплавления

)325092

5 ь т

220 0,55 Отдельные участки оплавления

240

0,60 Без дефектов, Ri40

0,65 Без дефектов, R=.40

0,70 Беэ дефектов, R=40

0,75 Без дефектов, R=40

0,80 Беэ дефектов, R=40

260

280

300

320

340

0,85 Увеличение шероховатости R 70

0,90 Смятие поверхности до 0,05 мм

360

Таблица 2

Отклонение заданного значения от полуФактически

Заданная глубина эаСкорость движения роликов, определен ная по формуле

О 16

V (h+ — )

16 у

N м/с

Мощность тепловлоВалки женин, кВт полученная глуби— каленного слоя

h, мм ченного, Х на слоя, мм

2,5

2,53

1,2

1,08

4,0

2,0

1,54

2,6

1,5

0,95

5 0

1,0

4,2

0,73

0,7

2,92

2,7

3,0

2,54

2,4

2,5

l,96

2,0

2,0

1,55

3,3

1,5

3,0

1,03

1,0

4,0

3,12

3,0

1,469 10

2,46

4,6

2,5

7 15

8 15

9 15

l0 l5

1) 20

l2 20

0,952 IO

1,234 10

1 665, )0-2

1,367 10 >

3,024 10 2

0,966 10 )

1,255 . 10

1,697 10

2,422 - 10

3,733 - 10

1 )08-10

Продолжение табл.!

1325092

Продолжение табл.2

Отклонение заФактически

ЗаданВалная глу бина заданного значения каленноот полученного, Х го слоя

h, мм

2,08 4,0

2,0

4,7

1,57

1,5

4,0

0,96

1,0

Составитель В.Китайский

Редактор Г.Волкова Техред д.Кравчук Корректор Л.Патай

Заказ 3022/25 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4

Мощность тепловложения, кВт

13 20

14 20

l5 20

Скорость движения роликов, определенная по формуле

0 16

v a -L-- †--- 1 (h+--)

l6

Б м/с

2,041 10

3,024 10 2

4,938 . 10 2 полученная глубина слоя, мм