Способ упрочнения режущей части рабочих органов


C21D1/06 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2717443:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) (RU)

Изобретение относится к области термического упрочнения высокоуглеродистых сплавов путем использования плазмы дугового разряда между деталью и вольфрамовым электродом и может быть использовано при производстве рабочих органов орудий для разработки грунтов. Для получения стабильной глубины ледебуритного слоя, равной 0,9-1,1 мм, повышения износостойкости лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий из высокопрочного чугуна ВЧ50 осуществляют упрочнение режущей части рабочего органа с использованием плазмы дугового разряда обратной полярности между электродом и упрочняемой поверхностью, в качестве электрода используют вольфрамовый электрод, который осуществляет осевые продольные колебания с частотой 4-8 Гц и перемещается по упрочняемой поверхности со скоростью 0,4-1,5 см/с, при этом время каждого контакта вольфрамового электрода с упрочняемой поверхностью составляет 0,06-0,07 с. 2 пр.

 

Изобретение относится к области термического упрочнения высокоуглеродистых сплавов путем использования плазмы дугового разряда между деталью и вольфрамовым электродом и может быть использовано при производстве рабочих органов орудий для разработки грунтов.

Известен способ упрочнения поверхности изделий из чугуна, в соответствии с которым упрочняемую сторону нагревают сварочной дугой при помощи неплавящегося угольного электрода при силе тока 180-200 А, а затем охлаждают со скоростью 400-500°С/с (авторское свидетельство СССР №1171538 от 07.08.1985). Однако при таком выполнении упрочнения поверхностного слоя у образцов из высокопрочного чугуна возникают проблемы с обеспечением устойчивости горения дуги, вследствие чего поверхность детали становится неровной и содержание углерода в поверхностном слое неоднородно.

Известен способ электроконтактного термоупрочнения лезвия почвообрабатывающего орудия из высокопрочного чугуна ВЧ50 толщиной не менее 7 мм, включающий нагрев поверхности тыльной стороны лезвия почвообрабатывающего орудия электрической дугой обратной полярности путем перемещения электрода по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия почвообрабатывающих орудий и вращением вокруг вертикальной оси, при этом нагрев поверхности тыльной стороны лезвия осуществляют вольфрамовым электродом постоянным током, при этом диаметр вращения электрода вокруг вертикальной оси задают равным ширине лезвия, причем за один оборот электрода вокруг вертикальной оси линейное перемещение составляет 5 мм, а частоту вращения устанавливают 25 мин-1 (патент РФ №2678723 от 31.01.2019).

К недостаткам данного способа следует отнести ограничения по толщине обрабатываемых изделий, а также сложность в программировании процесса перемещения электрода при изменении геометрии рабочих органов.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ упрочнения поверхности стальных изделий, включающий цементацию поверхностного слоя изделия с использованием плазмы дугового разряда обратной полярности между электродом из углеродсодержащего материала и упрочняемой поверхностью стального изделия с перемещением электрода вдоль упрочняемой поверхности, при этом цементацию поверхностного слоя ведут пульсирующей дугой, при этом электроду из углеродсодержащего материала сообщают колебательные движения с частотой колебаний 5-20 Гц, причем на каждом колебании упомянутый электрод вводят в контакт с упрочняемой поверхностью, продолжительность которого устанавливают 0,02-0,05 с, при этом электрод перемещают над упрочняемой поверхностью со скоростью 0,5-2,5 см/с (патент РФ №2563572 от 20.09.2015).

К недостаткам данного способа упрочнения поверхностного слоя можно отнести: отсутствие возможности упрочнения образцов из высокопрочного чугуна из-за возникновения проблем с обеспечением устойчивости горения дуги на его поверхности и перенасыщением углерода.

Технической задачей данного изобретения является получение заданной стабильной глубины упрочненного слоя в режущей части рабочих органов почвообрабатывающих орудий из высокопрочного чугуна ВЧ 50, повышение твердости.

Технический результат - получение заданной стабильной глубины ледебуритного слоя глубиной 0,9-1,1 мм, повышение износостойкости лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий из высокопрочного чугуна ВЧ 50.

Технический результат достигается способом упрочнения режущей части рабочих органов, включающим использование плазмы дугового разряда обратной полярности между электродом и упрочняемой поверхностью с перемещением электрода вдоль упрочняемой поверхности пульсирующей дугой, при этом упрочняют режущую часть рабочих органов, выполненных из высокопрочного чугуна ВЧ 50, в качестве электрода используют вольфрамовый электрод, который осуществляет осевые продольные колебания с частотой 4-8 Гц и перемещается по упрочняемой поверхности со скоростью 0,4-1,5 см/с, при этом время каждого контакта вольфрамового электрода с упрочняемой поверхностью составляет 0,06-0,07 с.

Отличительные существенные признаки, влияющие на достижение заявленного технического результата:

- упрочняются поверхности рабочих органов из высокопрочного чугуна ВЧ 50;

- в качестве электрода используют вольфрамовый электрод;

- вольфрамовый электрод осуществляет осевые продольные колебания с частотой 4-8 Гц;

- вольфрамовый электрод перемещается по упрочняемой поверхности со скоростью 0,4-1,5 см/с;

- время контакта вольфрамового электрода с упрочняемой поверхностью при каждом контакте составляет 0,06-0,07 с.

Использование пульсирующей дуги обеспечивает регулирование нагрева обрабатываемой поверхности, так как интенсивный нагрев поверхности происходит только в короткий период, когда электрод находится на заданном расстоянии от обрабатываемой поверхности и прекращается, когда электрод находится в контакте с обрабатываемой поверхностью изделия. В зоне разряда происходит быстрое нагревание поверхностного слоя рабочих органов из высокопрочного чугуна от электродугового разряда обратной полярности. При этом близлежащая зона не успевает нагреться до высоких температур. При последующем контакте электрода с поверхностью изделия дуга прерывается, имеет место короткое замыкание в зоне контакта электрода с обрабатываемой поверхностью и резкое уменьшение теплового потока в изделие, что обеспечивает быстрый отвод тепла с обработанной поверхности на основную массу рабочего органа, что приводит к образованию ледебурита (отбелу).

Упрочнение образцов из чугуна ВЧ50 созданием на их поверхности отбеленного слоя, состоящего из цементитной эвтектики - ледебурита, осуществлялось локальным быстрым нагревом до расплавления металла при электродуговом нагреве вольфрамовым электродом. Основная масса металла оставалась холодной. Поэтому после отключения источника тепла тонкий расплавленный поверхностный слой вследствие интенсивного теплоотвода на большую холодную массу затвердевал с сильным переохлаждением относительно эвтектического солидуса с образованием ледебурита.

Микротвердость отбеленного ледебуритного слоя Н50=10210±1403 МПа. Глубина отбеленного слоя 0,9-1,1 мм.

Предлагаемые в изобретении параметры перемещения электрода вдоль обрабатываемой поверхности обеспечивает необходимый размер зоны упрочнения в одном цикле обработки, чтобы получать непрерывную полосу упрочненной поверхности изделия из высокопрочного чугуна ВЧ 50.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Упрочняли режущую часть рабочих органов с использованием плазмы дугового разряда обратной полярности между электродом и упрочняемой поверхностью с перемещением электрода вдоль упрочняемой поверхности пульсирующей дугой. Упрочнялись поверхности рабочих органов из высокопрочного чугуна ВЧ 50, в качестве электрода использовали вольфрамовый электрод, который осуществлял осевые продольные колебания с частотой 4 Гц и перемещался по упрочняемой поверхности со скоростью 0,4 см/с. Время контакта вольфрамового электрода с упрочняемой поверхностью при каждом контакте составляло 0,06 с. Получали ледебуритный слой глубиной 0,9-1,0 мм, что обеспечивало повышение износостойкости при проведении лабораторных испытаний. При эксплуатации рабочих органов, упрочненных по заявленному способу, выявилось, что используемые рабочие органы характеризовались повышенной износостойкостью лезвий по сравнению с неупрочненными. Упрочненные долота чизельных плугов отработали на 22% больше, лемехи плугов на 29% больше в гектарах, чем те же рабочие органы без упрочнения.

Пример 2. Упрочняли режущую часть рабочих органов с использованием плазмы дугового разряда обратной полярности между электродом и упрочняемой поверхностью с перемещением электрода вдоль упрочняемой поверхности пульсирующей дугой. Упрочнялись поверхности рабочих органов из высокопрочного чугуна ВЧ 50, в качестве электрода использовали вольфрамовый электрод, который осуществлял осевые продольные колебания с частотой 8 Гц и перемещался по упрочняемой поверхности со скоростью 1,5 см/с. Время контакта вольфрамового электрода с упрочняемой поверхностью при каждом контакте составляло 0,07 с. Получали ледебуритный слой глубиной 1,0-1,1 мм, что обеспечивало повышение износостойкости при проведении лабораторных и производственных испытаний. При эксплуатации рабочих органов, упрочненных по заявленному способу, выявилось, что используемые рабочие органы характеризовались повышенной износостойкостью лезвий по сравнению с неупрочненными. Упрочненные долота чизельных плугов отработали на 22% больше, лемехи плугов на 29% больше в гектарах, чем те же рабочие органы без упрочнения.

Таким образом, заявленный способ упрочнения режущей части рабочих органов обеспечивает получение заданной стабильной глубины ледебуритного слоя глубиной 0,9-1,1 мм, повышение износостойкости лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий из высокопрочного чугуна ВЧ50.

Способ упрочнения режущей части рабочих органов, включающий использование плазмы дугового разряда обратной полярности между электродом и упрочняемой поверхностью с перемещением электрода вдоль упрочняемой поверхности пульсирующей дугой, отличающийся тем, что упрочняют режущую часть рабочих органов, выполненных из высокопрочного чугуна ВЧ 50, в качестве электрода используют вольфрамовый электрод, который осуществляет осевые продольные колебания с частотой 4-8 Гц и перемещается по упрочняемой поверхности со скоростью 0,4-1,5 см/с, при этом время каждого контакта вольфрамового электрода с упрочняемой поверхностью составляет 0,06-0,07 с.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области металлургии. Для повышения износостойкости и эксплуатационных характеристик лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий способ упрочнения лезвия рабочего органа почвообрабатывающего орудия из высокопрочного чугуна включает нагрев поверхности тыльной стороны лезвия электрической дугой обратной полярности с помощью вольфрамового электрода, подключенного к источнику постоянного тока, при его перемещении по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия и вращением вокруг вертикальной оси, при этом линейное перемещение электрода вдоль лезвия за один оборот вокруг своей оси составляет 3 мм, а частота вращения 25 мин-1, а траектория вращения вокруг своей оси является эллиптической, где больший параметр соответствует ширине лезвия - L, а меньший составляет 0,37L.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к изготовлению рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Способ термоупрочнения лезвия почвообрабатывающего орудия из высокопрочного чугуна ВЧ70 включает нагрев поверхности тыльной стороны лезвия почвообрабатывающего орудия электрической дугой обратной полярности с использованием электрода, перемещение указанного электрода по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромке лезвия почвообрабатывающего орудия и вращением вокруг вертикальной оси.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, в частности, при закалке режущего инструмента из низкоуглеродистых борсодержащих сталей.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к изготовлению рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Способ упрочнения лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий включает нагрев поверхности тыльной стороны лезвия электрической дугой обратной полярности при перемещении электрода по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия и вращением вокруг вертикальной оси, при этом рабочий орган выполнен из высокопрочного чугуна, нагрев поверхности тыльной стороны лезвия осуществляют постоянным током с помощью вольфрамового электрода, причем диаметр вращения электрода вокруг вертикальной оси задают равным ширине лезвия, за один оборот электрода вокруг вертикальной оси линейное перемещение составит 3 мм, частота вращения ω выражается зависимостью ω=k⋅30 мин1, где k=1,5 при толщине лезвия 2,0 ≤ δ ≤ 3,0 мм, k=1,0 при толщине лезвия 3,1 ≤ δ ≤ 5,0 мм, k=0,8 при толщине лезвия 5,1 ≤ δ ≤ 7,0 мм.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к изготовлению рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Для повышения износостойкости и эксплуатационных характеристик лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий осуществляют нагрев поверхности тыльной стороны лезвия электрической дугой обратной полярности при перемещении электрода по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия почвообрабатывающих орудий и вращением вокруг вертикальной оси, при этом почвообрабатывающие орудия выполняют из высокопрочного чугуна ВЧ50, нагрев поверхности тыльной стороны лезвия осуществляют вольфрамовым электродом постоянным током, причем диаметр вращения электрода вокруг вертикальной оси задают равным ширине лезвия, при этом за один оборот электрода вокруг вертикальной оси линейное перемещение составит 5 мм, частота вращения 25 мин-1, при этом толщина лезвия равна не менее 7 мм.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано при подготовке к работе лемехов плугов, лапок культиватора и других рабочих органов почвообрабатывающих машин.

Изобретение относится к инструментам, в частности к ножам для гранулирования термопластичных полимеров и способу их заточки. Нож выполнен из инструментальной стали для холодной обработки, имеющей твердость менее 65 единиц по шкале С Роквелла.

Изобретение может быть использовано для поверхностного упрочнения лемехов плугов сельскохозяйственных машин. Осуществляют электромеханическую обработку поверхности лемеха при плотности тока до 109 А/м2 с образованием упрочненных зон глубиной до 3 мм в виде непрерывных линий.

Изобретение относится к области металлообработки, касается методов поверхностного упрочнения лемехов плугов сельскохозяйственных машин. .

Изобретение относится к области термического упрочнения лезвий почвообрабатывающих орудий и может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении. .
Изобретение относится к области металлургии. Для повышения износостойкости и эксплуатационных характеристик лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий способ упрочнения лезвия рабочего органа почвообрабатывающего орудия из высокопрочного чугуна включает нагрев поверхности тыльной стороны лезвия электрической дугой обратной полярности с помощью вольфрамового электрода, подключенного к источнику постоянного тока, при его перемещении по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия и вращением вокруг вертикальной оси, при этом линейное перемещение электрода вдоль лезвия за один оборот вокруг своей оси составляет 3 мм, а частота вращения 25 мин-1, а траектория вращения вокруг своей оси является эллиптической, где больший параметр соответствует ширине лезвия - L, а меньший составляет 0,37L.

Изобретение относится к способам термической обработки металлов, в частности к способам получения износостойких структур при изготовлении рабочих органов почвообрабатывающих орудий.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к изготовлению рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Способ упрочнения лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий включает нагрев поверхности тыльной стороны лезвия электрической дугой обратной полярности при перемещении электрода по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия и вращением вокруг вертикальной оси, при этом рабочий орган выполнен из высокопрочного чугуна, нагрев поверхности тыльной стороны лезвия осуществляют постоянным током с помощью вольфрамового электрода, причем диаметр вращения электрода вокруг вертикальной оси задают равным ширине лезвия, за один оборот электрода вокруг вертикальной оси линейное перемещение составит 3 мм, частота вращения ω выражается зависимостью ω=k⋅30 мин1, где k=1,5 при толщине лезвия 2,0 ≤ δ ≤ 3,0 мм, k=1,0 при толщине лезвия 3,1 ≤ δ ≤ 5,0 мм, k=0,8 при толщине лезвия 5,1 ≤ δ ≤ 7,0 мм.
Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к изготовлению рабочих органов почвообрабатывающих орудий. Для повышения износостойкости и эксплуатационных характеристик лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий осуществляют нагрев поверхности тыльной стороны лезвия электрической дугой обратной полярности при перемещении электрода по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия почвообрабатывающих орудий и вращением вокруг вертикальной оси, при этом почвообрабатывающие орудия выполняют из высокопрочного чугуна ВЧ50, нагрев поверхности тыльной стороны лезвия осуществляют вольфрамовым электродом постоянным током, причем диаметр вращения электрода вокруг вертикальной оси задают равным ширине лезвия, при этом за один оборот электрода вокруг вертикальной оси линейное перемещение составит 5 мм, частота вращения 25 мин-1, при этом толщина лезвия равна не менее 7 мм.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к термической обработке прокатных валков, и может быть использовано на предприятиях, изготавливающих двухслойные прокатные валки.

Изобретение относится к области термической обработки изделий из графитизированных чугунов и может быть использовано в энергомашиностроении, двигателестроении, сельхозмашиностроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области металлургии, конкретно к получению тормозных локомотивных колодок из фрикционного чугуна. Для повышения долговечности и износостойкости трибологической пары «колесо-колодка» тормозную колодку получают из фрикционного чугуна, содержащего углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, барий, кальций, железо и примеси, путем термической обработки, включающей нагрев в печи до температуры 950-1000°С, выдержку в течении 2 часов и охлаждение вместе с печью до комнатной температуры с обеспечением феррито-графитовой микроструктуры.
Изобретение относится к области термической обработки деталей из легированного чугуна с различной формой графита. Способ включает контроль исходной структуры, термическую обработку, азотирование, механическую обработку, при этом исходную структуру детали контролируют на содержание графита, цементита и феррита, термообработку для деталей из чугуна, содержащего в структуре графит шаровидной формы, до 10% графита нешаровидной формы и до 20% феррита, проводят путем высокого отпуска и старения, при содержании в структуре от 10 до 80% графита нешаровидной формы и от 20 до 85% феррита путем аустенизации, охлаждения со скоростью 5-15°С в секунду до температуры верхнего бейнита, изотермической выдержки, высокого отпуска и старения, а при содержании в структуре от 10 до 80% графита нешаровидной формы, от 20 до 85% феррита и до 80 % цементита путем предварительного диффузионного отжига, аустенизации, охлаждения со скоростью 5-15°С в секунду до температуры верхнего бейнита, изотермической выдержки, высокого отпуска и старения, после термообработки контролируют структуру деталей, осуществляют механическую обработку поверхности детали с припуском, обеспечивающим при последующей после азотирования механической обработке удаление слоя ε-фазы, после чего участки детали с наименьшей толщиной стенки подвергают деформационному наклепу, затем детали фосфатируют, проводят низкотемпературное азотирование, рабочую поверхность детали подвергают электрохимическому травлению, хонингуют и фосфатируют.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению отливок из высокопрочных чугунов с шаровидным графитом. .

Изобретение относится к области термической обработки и к конструктивным элементам железнодорожных грузовых тележек, в частности к конструкциям литых фрикционных клиньев из чугуна для восприятия и гашения колебаний надрессорной балки тележки грузового вагона.
Изобретение относится к области металлургии. Для повышения предела текучести и предела прочности на растяжение способ производства листовой стали, обладающей микроструктурой, состоящей в долях площади из: от 20% до 50% межкритического феррита, от 10% до 20% остаточного аустенита, от 25% до 45% отпущенного мартенсита, от 10% до 20% свежего мартенсита и бейнита и от 30% до 60% суммарного количества отпущенного мартенсита и бейнита, включает получение холоднокатаной листовой стали, содержащей химический состав, мас.%: 0,18 ≤ С ≤ 0,25, 0,9 ≤ Si ≤ 1,8, 0,02 ≤ Al ≤ 1,0, при этом 1,00 ≤ Si + Al ≤ 2,35, 1,5 ≤ Mn ≤ 2,5, 0,010 ≤ Nb ≤ 0,035, 0,10 ≤ Cr ≤ 0,40, Fe и неизбежные примеси - остальное, отжиг листовой стали при температуре отжига TA в течение времени отжига tA с обеспечением структуры, содержащей от 50% до 80% аустенита и от 20% до 50% феррита, закалку листа при скорости охлаждения от 20°С/с до 50°С/с до температуры закалки QT от Ms - 50°С до Ms - 5°С, нагрев листа до температуры распределения РТ от 375°С до 450°С и выдержку листа при температуре распределения РТ в течение времени распределения Pt, составляющего по меньшей мере 50 с, и охлаждение листа до комнатной температуры.

Изобретение относится к области термического упрочнения высокоуглеродистых сплавов путем использования плазмы дугового разряда между деталью и вольфрамовым электродом и может быть использовано при производстве рабочих органов орудий для разработки грунтов. Для получения стабильной глубины ледебуритного слоя, равной 0,9-1,1 мм, повышения износостойкости лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий из высокопрочного чугуна ВЧ50 осуществляют упрочнение режущей части рабочего органа с использованием плазмы дугового разряда обратной полярности между электродом и упрочняемой поверхностью, в качестве электрода используют вольфрамовый электрод, который осуществляет осевые продольные колебания с частотой 4-8 Гц и перемещается по упрочняемой поверхности со скоростью 0,4-1,5 смс, при этом время каждого контакта вольфрамового электрода с упрочняемой поверхностью составляет 0,06-0,07 с. 2 пр.

Наверх