SU1447587A1

SU1447587A1 - Способ поверхностного упрочнени деталей

Info

Publication number: SU1447587A1
Application number: SU864098483A
Authority: SU
Inventors: Валерий Петрович Ашихмин; Виктор Арсеньевич Аникаев; Аркадий Исакович Уршанский
Original assignee: Предприятие П/Я М-5481; Устиновский механический институт
Priority date: 1986-07-28
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1988-12-30

Abstract

Изобретение относитс к комбинированным методам поверхностного упрочнени с использованием эффектов электроэрозионного легировани и фрикционного упрочнени поверхностен и может быт.ь использовано дл повышени изностойкости деталей. Цель изобретени - повьшение изностойкости деталей путем увеличени глубины и качества упрочнени . Способ поверхностного упрочнешш деталей пре-: имущественно из чугуна включает электроэрозионное поверхностное легировав ние синтезированными сплавами внедрени с последующим локальным фрикцион- вым износом до глубины, равной 0,8- 1,0 толщины синтезированного сло . Относит, износостойкость 5,2-5,6; глубина упрочнени , мм, 3,0-3,2. 1 табл. (С (Л

Description

Oiik

4

Ч

сл

00

10

15

11447587

Изобретение относитс к комбинированным методам поверхностного упрочнени с использованием эффектов электроэрозионного легировани и фрикционного упрочнени поверхностей и мо сет быть использовано дл повышени изностойкости.

Цепь изобретени - повышение изностойкости деталей путем увеличени глубины и качества упрочнени .

Пример. Предложенный способ упрочнени образцов из чугуна СПХН- 62 микротвердостью 800-1000 кгс/мм, измеренной методом косого царапани под углом 20 к поверхности алмазной пирамидной гранью вперед при нагрузке 20 г с помощью прибора ПМТ-2,

Ширину царапины измер ют на микроскопе Neaphote-2 при увеличении . 20 X 1000. Твердость рассчитывают по отношению величины вертикальной нагрузки и площади контакта образца с пирамидкой . Сначала образцы подвергают электроэрозионному легированию синте- 25 зированными сплавами внедрени (карбидами и карбонитридами ниоби ) на глубину 20-100 мкм. Микротвердость поверхности после легировани составл ет 2400 кгс/мм. Затем легирован- 30 ную поверхность образцов подвергают износу трением с Помощью диска из стали Р 18, нагретого до 700°С, при скорости скольжени 7 м/с, давлении 0,5 МПа. Обработку провод т до величины износа легированного сло на 0,8; 1,0 от его первоначальной глубины.

Износостойкость упрочненных образцов из чугуна СПХН оценивают на лабораторной установке при скорости скольжени 3 м/с, давлении 0,2 МПа без дополнительного нагрева. Контртелом служит диск из стали 45. В качестве критери износостойкости прин -45 та длительность испытаний до износа образца на глубину 3,5 мм.

Состав предварительного синтезированного электроэрозионным способом сло выбираетс следующим образом.

Слой должен содержать элементы, обладающие наибольшей диффузионной подвижностью: углерод, азот, бор, наличие которых увеличивает глубину

35

40

50

Таким образом, в полной мере удовлет вор ют перечисленным услови м слои, содержащие карбиды, нитриды, бориды тугоплавких металлов.

В процессе фрикционной обработки синтезированного твердого сло в .результате воздействи высоких температур и интесивной пластической деформации создаютс услови дл сверхдиффузии легирующих элементов . Это приводит к растворению карбидов, нитридов, боридов синтези рованного сло и насыщению материала основы легирующими элементами.

На первых стади х процесса трени твердый синтезированный слой прп тствует излишней повреждае мости еще неупрочненного материала основы; по мере уменьшени толш;ины сло (в результате растворени и износа.) температурное и деформацион ное воздействие на материал основы увеличиваетс . При этом, степень упрочнени материала основы постепенно возрастает, достига максимум при уменьшении толщины синтезирован ного сло на 0,8-1,0 от ее первоначального значени . Вести процесс фрикционной обработки далее после полного растворени синтезированного сло нецелесообразно, так как начинаетс снижение микротвердости упрочн емой поверхности. Это объ сн етс отсутствием источника легиру щих элементов, которьш служил синте зированный слой.

Уменьшение синтезированного сло в процессе фрикционной об работки от первоначального значени до нул имеет также весьма важную ( функцию регул тора температурного и силового воздействи на основу. Это позвол ет получить стабильные резул таты при колебани х химического состава основы, синтезированного сло и условий фрикционной обработки.

Исходна толщина предварительно синтезированного сло в общем случа измен етс от нул до типичных дл электроэрозионного легировани максимальных значений 0,2-0,3 мм. При этом, после фрикционной обработки чугуна возникает упрочненный слой

упрочнени при фрикционной обработке. глубиной от 0,1 до 3 мм с минимальКроме того, синтезированный слои должен содержать металлы, способст-у вующие отбеливанию чугуна - хром, вольфрам, ванадий, титан, ниобий.

НОИ микротвердостью соответственно от 1500 до 3000 кг/мм.

Дл каждой конкретной детали требуема толщина синтезированного сло

0

5

0 5 0

5

0

Таким образом, в полной мере удовлетвор ют перечисленным услови м слои, содержащие карбиды, нитриды, бориды тугоплавких металлов.

В процессе фрикционной обработки синтезированного твердого сло в .результате воздействи высоких температур и интесивной пластической деформации создаютс услови дл сверхдиффузии легирующих элементов . Это приводит к растворению карбидов, нитридов, боридов синтезированного сло и насыщению материала основы легирующими элементами.

На первых стади х процесса трени твердый синтезированный слой прп тствует излишней повреждаемости еще неупрочненного материала основы; по мере уменьшени толш;ины сло (в результате растворени и износа.) температурное и деформационное воздействие на материал основы увеличиваетс . При этом, степень упрочнени материала основы постепенно возрастает, достига максимума при уменьшении толщины синтезированного сло на 0,8-1,0 от ее первоначального значени . Вести процесс фрикционной обработки далее после полного растворени синтезированного сло нецелесообразно, так как начинаетс снижение микротвердости упрочн емой поверхности. Это объ сн етс отсутствием источника легирую-, щих элементов, которьш служил синтезированный слой.

Уменьшение синтезированного сло в процессе фрикционной обработки от первоначального значени до нул имеет также весьма важную ( функцию регул тора температурного и силового воздействи на основу. Это позвол ет получить стабильные результаты при колебани х химического состава основы, синтезированного сло и условий фрикционной обработки.

Исходна толщина предварительно синтезированного сло в общем случае измен етс от нул до типичных дл электроэрозионного легировани максимальных значений 0,2-0,3 мм. При этом, после фрикционной обработки чугуна возникает упрочненный слой

глубиной от 0,1 до 3 мм с минимальНОИ микротвердостью соответственно от 1500 до 3000 кг/мм.

выбираетс на основании этих данных с учетом необходимости глубины упрочнени , микротвердости поверхности и требуемой производительности операции упрочнени , синтезированного сло контролируетс на образцах металлографически и регулируетс режимами электроискрового . генератора. Длительность последую- щей фрикционной обработки устанавливаетс грубо по изменению цвета обра батьшаемой поверхности (после износа синтезированного сло цвет поверхности измен етс ) и при необходимое- ти уточн етс металлографически на образцах.

Предлагаемый способ позвол ет повысить износостойкость деталей в 2-2,5 раза.

Claims

Формула изобретени

Способ поверхностного упрочнени деталей преимущественно из чугуна, включающий электроэрозионное легирование и последующую деформацию поверхности , отличающийс тем, что, с целью повышени износо- стойкости деталей путем увеличени , глубины и повьшени качества упрочнени , деформацию поверхности осуществл ют локальным фрикционным износом до глубины, равной 0,8- 1,0 толщины легированного сло . Износостойкость образцов из чугуна СПХН после упрочнени ставлена в таблице.

Известный

Ленирование+обкатка роликом0,3

Легирование0,1

Предлагаемый Легирование+фрикцион- на обкатка до износа: 0,81 от глубины3,0

1 легирован-

1,о1 ного сло 3,2

Изностойкость легированн образца без упрочн ющей ки прин та за 1.