Способ термической обработки зубчатых колес

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (sl)s С 21 0 9/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4814527/02 (22) 16.04,90 (46) 30.09.92, Бюл. М 36 (71) Уральский лесотехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Э.Э.Блюм, Т.В.Погудина и С.А,Осинский (56) Тылкин М.А. Справочник термиста ремонтной службы. — М.: Металлургия, 1981, с.

460.

Авторское свидетельство СССР

N 1087556, кл. С 21 D 9/32, 1984.

Изобретение относится к индукционной термической обработке и может быть использовано в машиностроении и ремонтном производствЕ.

Известен способ закалки зубчатых колес длиной до 100 мм и диаметром до 100 мм с модулем до 8 мм путем нагрева токами высокой частоты выше температуры Аз с самоотпуском, который обеспечивает сквозную прокалку зубьев, Недостатком этого способа является то, что при закалке таким способом мелкомодульных зубчатых колес зубья нагреваются и закаливаются на всю глубину и вязкая сердцевина зуба отсутствует. Это зачастую приводит к сколу зубьев в процессе работы.

Известен также способ закалки ТВЧ цилиндрических зубчатых колес, при котором осуществляется раздельное охлаждение наружной и внутренней поверхности и отпуск при 490 — 510 С.

Ф

Недостатком этого способа является относительно невысокая твердость зубьев 25— . 30 HPC и вследствие этого невысокое сопротивление зубьев износу и смятию. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ремонтном производстве. Сущность: зубчатое колесо нагревают до температуры закалки

900-930 С, быстро охлаждают, затем проводят индукционный нагрев кольцевыми участками шириной 14 — 15 мм до температуры отпуска 500 — 520 С, при этом ширина промежутков между участками нагрева составляет 15 — 20 мм. 1 ил.

Цель изобретения — повышение долговечности зубчатых колес из средоуглеродистых и легированных сталей.

Способ осуществляется следующим образом.

Зубчатое колесо нагревают до температуры закалки 900 — 930 С, быстро охлаждают, после чего производят местный нагрев Ос кольцевыми участками по длине зубчатого Ц1 колеса до температуры 500 С, оставляя про- р межутки между ними, т.е. по длине зубчатого колеса создается периодическое изменение температуры отпуска. B результате такой обработки по длине каждого зуба твердость периодически изменяется, т.е. более твердые участки чередуются с более мягкими участками. Периодическое изменение твердости по длине зубьев повышает долговечность зубчатого колеса в эксплуатации, так как участки зуба с меньшей твердостью хорошо сопротивляются сколу а участки с более высокой твердостью хорошо сопротивляются износу и смятию, Примеры конкретного выполнения.

1765212

Способ Теипература Температура закалки, С отпуска, C

Ширина Ширина Время работы, Вид выхода из твердых мягких мес строя участков, участков, мм мм

Твердость Твердость твердых мягких участков участков

HPC НРС

ИэеестньпТ 900-930 способ

180-200

45-51

3-6

Длина зуба

Скол зуба

30-40

По а.с. 900-930

1т 1087556

Предло- 900-930 женныд

6-8

490"510

180-500

Длина зуба

Износ и снятие зуба

30-45 15

45-54

Технически невыполнимо

50-54

45-54

45-52

40-50

36-45

40-45

45-54

45-54

45-54

45-54

45-50 15

30-45 15

30-45 15

30-40 15

25-35 15

30-45 10

30-45 15

30-45 17

30-45 20

30-45 25

12,5

12

12

12

12

100-350

180-500

180-500

180-500

180-500

180-500

180-500

180-500

180-500

180-500

900-930

900-930

900-930

900-930

900-930

900-930

900-930

900-930

900-930

900"930

Скол зуба более

Болев более

8

Более

Более

Более

12

12

Смятке зуба

Снятие зуба

12

12

Скол зуба

П р и м е ч а н и е. В предложенном способе верхняя температура отпуска дана в середине ширины кольцевых отпущенных участков, нижняя в середине проиежуточных кольцевых участков.

Составитель Н.Голованникова

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 3355 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Зубчатые колеса из стали 40 и 40Х диаметром 60 мм, длиной 90 мм с модулем 2,5 мм нагревали под закалку до температуры

900 — 930 С токами высокой частоты на установке ВЧГ2 — 100/0,066 в трехвитковом индукторе из профилированной на квадрат трубки ф15 мм при частоте тока 60 кГц с продолжительностью 10 с. Расстояние между индуктором и поверхностью зубьев 2,5—

3,0 мм. После нагрева детали охлаждали водой, а затем производили местный нагрев кольцевых участков до температуры 500 С на той же установке в одновитковом индукторе ие трубки Р Б мм с продолжительностью 5 — 6 сек. После нагрева первого кольцевого участка деталь перемещали .в индукторе на 25 — 35 мм и операцию повторяли до тех пор пока не обработали кольцевыми участками всю длину детали. Контроль за температурой при отпуске проводили по изменению цвета линии термокарандаша.

B результате такой обработки по длине зубьев получили периодическое изменение твердости от 30 — 45 HPC в кольцевых участках нагреваемых до 500 С до 45 — 54 HPC в промежутках между ними (промежутки между высокоотпущенными участками тока нагреваются за счет теплопроводности до температуры 180 — 200 С, т.е. подвергаются низкому отпуску).

Оптимальная ширина промежутков между кольцевыми участками подвергаемыми высокому отпуску должно быть 15-20 мм.

Результаты опытов по определению on5 тимальной ширины высокоотпущенных (мягких) участков и низкоотпущенных промежутков между ними (твердых) приведены в таблице.

Предложенный способ термической об10 работки позволяет повысить долговечность зубчатых колес за счет создания по длине зубчатого колеса периодического изменения твердости и в результате этого благоприятного сочетания сопротивления зубьев

15 износу, смятию и сколу.

Формула изобретения

Способ термической обработки зубчатых колес, преимущественно высотой более

20 35 мм, включающий закалку и отпуск, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения долговечности, нагрев под отпуск осуществляют локально с чередованием высокотемпературных и низкотемпературных зон, 25 путем нагрева кольцевых зон шириной 10—

15 мм до температур высокого отпуска с обеспечением разогрева соседних кольцевых зон термического влияния шириной 15—

20 мм до температур низкого отпуска.