Способ упрочнения поверхности изделий

 

Использование: изобретение относится к термической обработке стали с помощью концентрированного источника энергии, конкретнее нагрев трением от быстровращающегося диска, и может быть использовано в машиностроении при восстановлении изношенных деталей. Сущность: обработку быстровращающимся диском ведут за два прохода: первый осуществляют при удельном давлении диска на упрочняемую поверхность равном 1-1,5 МПа, второй - при удельном давлении 3,0- 4,0 МПа. После этого проводят старение при температуре 260-280°С в течение 3 ч.

союз соВетских

СО! 1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

;я)5 С 21 Р 1/09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4833023/02 (22) 28.01.90 (46) 23.07.92, Бюл. М 27 (71) Южный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота (72) В.И.Дегтярь и И.M.Ñëîáoäÿíþê (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: изобретение относится к термической обработке стали с помощью

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в судостроении при изготовлении и восстановлении изношенных деталей.

Известен способ упрочнения металлических иэделий, включающий нагрев трением, деформацию с последующей механической обработкой и охлаждение, причем нагрев трением при упрочнении наплавленных иэделий ведут до оплавления йоверхности.

Недостатком известного способа является значительное изменение геометрических размеров упрочняемых поверхностей, а также то, что при последующей механической обработке часть упрочненного слоя снимается, что приводит к утонению упрочненного слоя.

Известен способ поверхностного упрочнения деталей, включающий пластическую деформацию стальным диском, вращающимся со скоростью 33-69 м/с при удельном давлении на поверхности 0,3-0,5

МПа. После этого проводят старение при

190-210ОС в течение 10-12 ч, 5U 1749251 А1 концентрированного источника энергии, конкретнее нагрев трением от быстровращающегося диска, и может быть использовано в машиностроении при восстановлении изношенных деталей. Сущность: обработку быстровращающимся диском ведут за два прохода: первый осуществляют при удельном давлении диска на упрочняемую поверхность равном 1-1,5

МПа, второй — при удельном давлении 3,0—

4,0 Mfla, После этого проводят старение при температуре 260 — 280 С в течение 3 ч.

Недостатком известного способа является незначительная толщина упрочнен ного слоя (0,3 — 0,4 мм) и недостаточная его твердость (HRC < 50). Старение при 190210 С в течение 10 — 12 ч, не приводит к распаду остаточного аустенита, необходимого для повышения коррозионной стойкости, иэносостой кости.

Целью изобретения является улучшеwe качества изделия путем увеличения толщины упрочненного слоя.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу упрочнения поверхности изделий, преимущественно из цементированных сталей, включающему проход по поверхности быстровращающимся диском с заданным давлением на поверхность и последующее искусственное старение изделия при заданной температуре, проход диском осуществляется в два этапа, сначала при давлении 1,0 — 1,5 МПа, затем при давлении 3,0 — 4,0 МПа, а старение проводят при

260-280 С.

Обработка упрочняемой поверхности быстровращающимся диском в два прохода в указанных режимах позволяет увеличить

1749251

30

/ толщину этого слоя. Первый проход диска, который осуществляют при удельном давлении 1,0-1,5 МПа, позволяет. получить упрочненный слой небольшой толщины, как подготовительный под упрочнение большей глубины при повторном проходе, За первый проход диска на цементированной поверхности формируется упрочненный слой, имеющий мартенситно-аустенитную структуру (толщина слоя 0,1-0,2 мм). При повторном проходе при давлении 3,0-4,0 МПа в поверхностном упрочняемом слое возникают значительно большие, чем при одноразовом проходе, силовые и температурные поля, что приводит к большей глубине пластической деформации и возрастанию величины температуры на поверхности. Толщина упрочненного слоя увеличивается на 40— . 1000А, Увеличение толщины и твердости упрочненного слоя достигается за счет увеличения температурно-силовйх йолей, а также за счет растворения углерода;:связанного карбидами в цементированном слое перед повторным упрочнением, что изменяет кинетику аустенизации и изменяет положение динамических точек фазовых превращений (АС1 и АСз), понижая точку АСэ, в результате чего наличие начальной закаленной структуры приводит к большей толщине упрочНЕННОГО СЛОЯ.

Только последующее старение упрочненного слоя при 260-280 С прйводит к распаду остаточного аустенита на 80-90 .

Полученные белые слои обладают повышенной износо- и коррозионной стойкостью, имеют твердость выше HRC 60;

Пример. Упрочнение проводят при восстановлении головок поршней. Упрочнению подвергают рабочие поверхности перемычек поршня из стали 10 Х СНД предварительно цементированных на глубину 1 мм. Упрочнение проводят быстровращающимся стальным диском, наплавленным стелитом (83K), вращающимся со скоростью 60 м/с, за два оборота — предварительный проход при давлении

Рпред (см, табл.1, по горизонтали) и окончательный проход при давлении Ррее (см. табл.1 по вертикали), Для получения сравнительных данных проводят замеры толщины

5 упрочненного слоя при различных давленйях диска на обрабатываемую деталь, в том числе и Р,ред - О,О Mtla, т.е, при одном проходе диска для упрочнения давлением

Рр .. Скорость вращения упрочняемой по10 верхности была постоянной равной 0,3 м/с, После упрочнения деталь подвергают старению в термопечи в течение 3 ч в интер- . вале температур 20-350 С, Методом рентгеновского фазового анализа определяют

15 концентрацию остаточного аустенита а упрочненном слое. Одновременно проводят контроль за сохранением с ; Определяют твердость. Результатй замеров толщины упрочненного слоя в мм сведены в

20 табл.1, данные по концентрации остаточного аустенита —.в табл.2.

Как видно из табл.1 и 2, оптймальная толщина упрочненйого слоя, находящаяся в пределах 1,1 — 1,5 мм, получена при усилии прижатия диска к обрабатываемой детали за первый проход Рпред = 1,0-1,5 МПа, второй проход — 3,0-4,0 МПа, а старение необходимо проводить в пределах 260 — 280 С.

Увеличение толщины упрочненного слоя и распад остаточного аустенита в этом слое повышает его эксплуатационные качества.

Формула изобретения

Способ упрочнения поверхйости изделйй преимущественно из цементированных сталей, включзющий проход по поверхности быстровращающимся диском с заданным давлением на .поверхность и последующее искусственное старение из40 делия при заданной температуре, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью-улучшения качества изделия путем увеличения толщины упрочненного слоя, проход диском осуществляется в два этапа, сначала при

45 давлении 1,0-1,5 Mfla, затем - при давлении 3;0 — 4,0 МПа, а старение проводят при

260-280 С.:

1749251

Тэблица1

Таблица2

Составитель С.Котова

Техред М.Моргентал Корректор И.Муска.Редактор Н.Рогулич

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2565 Тираж .. Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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