Способ поверхностного упрочнения сталей

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения триботехнических свойств стали, а именно для повышения износостойкости и уменьшения сил трения, работающих без смазки. Целью изобретения является повышение износостойкости изделий при работе в условиях сухого трения. Способ заключается в фрикционной обработке металлической поверхности и дальнейшем нанесении металлополимерного покрытия. Новым является проведение фрикционной обработки при режимах, обеспечивающих рельефность упрочненной поверхности для эффективного удержания металлополимерной смеси, ответственной за самосмазывание трущейся пары с высотой волны 40...60 мкм и периодом 150...300 мкм. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН (51)5 С 21 D 8/00

ОПИСЛНИК ИЗОБРКТКНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4601445/31-02 (22) 29.08.88 (46) 30.12.90. Бюл. № 48 (71) Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко, Львовский городской центр научно-технического творчества молодежи (72) О.А. Иакар, Г.Н. Лукина, IO.È.Áàбейр Е,П, Ковальчукр И,Н. Крупак

И.К. Дегтярев, 3, П. Коцарь и В.T. Коварж (53) 621.785.79(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 882643, кл. В 05 D 1/18, 1981.

РЖ "Иеталлургия", 1978, ¹- 7, реф.

7И1096П.

Авторское свидетельство СССР № 594192, кл. С 21 В 7/04, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 1397508, кл. Н 21 D 8/00, 1986.

Бабей 13„И., Сопронюк Н,Г. Защи а стали от коррозионно-механического разрушения. K.: Техника, 1981, с.125.

Изобретение относится к общему ма-. шиностроению и может быть использовано для повышения триботехнических свойств талей, в частности для уменьшения сил трения и повьш ения износостойкостн сталь:-:ых деталей при сухом трении.

Цель изобретения — повышение износос-.ойкости изделий при работе в условиях сухого трения, Способ поверхнс.-.тного унрочнения стальнн;л изделий реализуют следующим обрг.« и.

„„80„„1617015 А 1

2 (54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЧ

СТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения триботехнических свойств стали, а именно для повышения износостойкости и уменьшения сил трения, работающих без смазки,. Цель изобретения — повышение износостойкости изделий при рабо е в условиях с -хс..о трения,- Способ заключается в фрикционной обработке металлической поверхности и дальнейшем нанесении металлополимерного покрытия, Новым является проведение фрикционной обработки при режимах, обеспечивающих рельефность упрочненной поверхности для эффективного удержания металлополимерной смеси, ответственной за самосмазывание трущейся пары с высотой. волны 40-60 мкм и периодом 150-300 мкм. 1 табл.

4Р

Фрикционно-упрочненную обработку >й, осуществляют на токарно-винторезном ф. станке 1К62, на суппорте которого вместо резцедержателя установлено специальное приспособление с быстровращающимся металлическим диском.

Фрикционную обработку. производят соприкосновением вращающихся образца и Ъ, упрочняющего диска. Образцы изготавливают из стали 40Х в нормализованном состоянии в ниде колец с наружным диаметром 35 мм, внутренним диаметром

16 мм и толщиной 10 мм. Режимы обра1617015 батки: скорость вращения диска 62 м/с",скорость вращения изделия 0,22 м/с; глубина врезания диска 0,2 мм; продольная подача указана в таблице.

После этого на упрочненные образцы наносят металлополимерное покрытие.

Полимеризующий раствор готовят следующим образом. В 200.мл дистиллированной воды раздельчо растворяют 0 6 г

СпБ0,1,и 096 г К.$0 е Отдельнои емкости в 60 мл этанола растворяют 4мл метакрилата и 3 мл винилацетата. Затем все растворы сливают в одну емкость и перемешивают. В эту емкость

-на 8 мин,погружают упрочненный образец а затем его сушат при :."емпера9 туре 85 С в течение 10 мин. Толщина полученной пленки составляет 28"32 мкм, Определение износостойкости и коэффициента трения проводят ня стандартной машине CIIT-1 по схеме вряшяющееся кольцо — неподвижный вкладыш в режиме сухого трения по ГОСТ 23.21080. контрталом служит сталь xBI в за- 25 каленном и низкоотпущенном состоянии,, Режжч приработки: нагрузка 0,25 МПя, скорость скольжения 0,67 и/", время, 1 ч. Режим испытания: нагрузка 0,05 KIà скорость скольжения 0,67 м/с; время

5 ч Критерием износя принята потеря массы образца за период испытаний.

Рельеф поверхности измеряют на профицографе-профилометре модели 201,.

Долговечность оценивают по времени

35 рабОт ОорЯЗЦОв дО полногО иЭНЯшива

НИЯ ВЫСТУПаЮЩИХ УЧаСТКОЭ, УПРО ги в=ПО металла (Не = 0).

Б таблице приведены результаты испытаний механических BОЙств г9бряз !,,р с. граничными и средними знячя ыя:9., параметров рельефа, Обработанных при различных режимах согласно предлагае-. мому- и известному способам.

Кях свидетельству от полученные результаты, применение Обработки по данному способу позволяет повь9сить износостойкость в 9-1? раз при Одно-временном сниженная в 3-6 раз коэффициента трения. Их определяют пр.-r следую-щем режиме испытаний,. Рахим прирябот-- ки: нагрузка 0,2 ИПЯ9 скорость сколь4 .жения 0,67 м/с, время 1 ч. Режим испытания: скорость скольжения 0,67 м/с начальная нагрузка 0,2 ИПЯ; прирост нагрузки после каждого часа испытаний

0,2 МПЯ.

Из анализа кривых следует, что увеличение удельной площади упрочненного металла при значениях длины волны, близких к нижнему пределу, обеспечивает наиболыпую износостойкость. Увеличение подачи упрочняющего диска, обеспечивающее рост высоты и длины волны обрабатываемой поверхности, снижает коэффициент трения при незначительном уменьшении износостойкости.

При возрастании удельной нагрузки через кяждь1й час испытаний наблюдаются значительное увеличение износостойкости по сравнению с известным споCOQOMo

Такач Образом, использование предлагаемого способа поверхностного уп прочнения стальных изделий обеспечивает следующие преимущества по сравнеш-;ю с известными: возможность эксплуатации в условиях сухого трения, что делает целесоОбразнь".: использование изобретения в различных областях машиностроения. подбор соответствующих параметров упрочняемой поверхности позволяет

zTIIPßI3ËHÒÜ ИЗНОСО СТОЙКО СТЬЮ и фРИК ,"Л ОННЫМИ СвойСТБЯМИ, .1. о .:, у х-: я и з с б р е т е н и я

Способ поверхностного упрочнения сталей, f9 !0÷ëîäèé нагрев поверхности тре: —;: и и Охлаждение., о т л и ч я-о щи Й с я тем, что, с целью повьгое|п:.я износостсйкости изделий при работе в условиях сухого трения д1-Овременно с нагревом ня поверхнссти формируют волнистый рельеф .с гьк отой волны 40-о0 мкм и периодом

: 0-300;.... . .I затем производят нанеceние метяллополимерно-.о покрыткя и сушку.

1617015 б

П р и м е ч а н и е. ФО - фрнкционная обработка, МПП - металлопошваврное покрытие.

Составитель А. Орешкина

Редактор И.Петрова ТехредЛ.Серд окова Корректор И. лароши

Заказ 4099 Тираж 50á Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

ФО + ИПП

ФО + ИПП

ФО + МПП

ФО (известный) 0,5

1,7

3,0 0,1

50 гг О, 13-0, 18 6,8 220

26 0,100,14 6,7 260

)2 Оэ09 Оэ10 бэ5 260

270 0,70-0,85 6,8