Способ упрочнения стальных деталей

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(51)М, Кл.3 С 21 0 7/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Куйбыаевский политехнический институт им, В. В. Куйбышева(54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ Изобретение относится к областимашиностроения, к процессам повышения иэносостойкости и контактной вы-носливости стальных деталей, работающих в условиях трения качения искольжения.Известны способы упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием (ППД), такие как обкатывание шариком, роликом, обдувкамикрошариками, алмазное выглаживаниеи др. 1(.Известен способ упрочнения поверхностей вращающимися металлическимищетками, который особенно эффективен при обработке прерывистых, фасонных поверхностей, а также деталейпониженной жесткости, например колецподшипников 2 Д,20Однако получаемое в процессе упрочнения щетками повышение износостойкости и контактной выносливостиявляется недостаточным. Кроме того,при ударе и скольжении сжато-иэогнутых проволочек по поверхности деталимогут возникать прижоги, схватываниематериала проволочек и детали, поверхностный отпуск - как следствиезначительных температур в зоне кон" 30 такта, обусловленных высоким значением коэффициента трения.Целью изобретения является повышение эксплуатационной стойкости деталей.Эта цель достигается тем, что перед упрочнением щетками вводится предварительная обработка, состоящая иэ выдержки детали в кипящем водном растворе, содержащем 20-30 г/л боровольфрамовокислого кобальта, и последующего нагрева в масле, например вазелиновом, при 160-180 С в течение 50-60 мин.При этом на поверхности образуется модифицированный слой, являющийся твердой смазкой, которая, снижая коэффициент трения, создает благоприятные условия как для протекания плас. тической деформации в поверхностном слое при последующем упрочнении щетками, способствуя повышению качества поверхности, так и для увеличения контактной выносливости и износостойкости детали при ее дальнейшей эксплуатации.П р и м е р 1. На стенде МКВ (машина для испытания на контактную выносливость) проводились испытания на контактную выносливость колец% 680 Ю01/25 Тираж 608 Подписное НИИПИ За Филиал ППП "Патен роликовых подшипников типа 32205 из стали ШХ 15. Перед упрочнением щетками была проведена обработка в водном растворе, содержащем 20 г/л боровольфрамовокислого кобальта, в течение 15 мин и затем прогрев в ваэелиновом масле при 160 фС в течение одно-. го часа.Режим упрочнения колец следующий: скорость вращения щетки 37 м/с, натяг 4 мм, наружный диаметр щетки 240 мм, диаметр проволочек 0,4 мм, длина проволочек 70 мм, время обработки 20 с.На чертеже представлены кривые контактной выносливости сталя ШХ 15 в зависимости от вида технологической обработки колец . кривая 1 - упрочнение металлическими щетками; кривая 2 - упрочнение металлическими щетками с предварительной обработкой в растворе боровольфрамовокислого кобальта (концентрация 20 г/л) и прогревом. в вазелиновом масле.Из графика видно, что создание на поверхности перед упрочнением щетками модифицированного слоя приводит к повышению контактной выносливости колец по сравнению с контактной выносливостью колец, упрочненных щетками без предварительной обработки.П р и м е р 2. Были проведены производственные испытания подшипников в цехах 4 ГПЗ. Внутренниекольца подшипников типа 576205 Е и 36204 Е 2 из ,стали ШХ 15 были обработаны в кипящем растворе боровольфрамовокислого кобальта с концентрацией 20 г/л в течение 15 мин, затем прогреты в вазелиновом масле при 160 фС в течение одного часа, после чего упрочнены щетками. Подшипникй устанавливались в электрошпинделях ЭШ 24число оборотовшпинделя - 24000 в минуту). Оснащениешпинделя состоит из четырех подшипников типа 576205 Е в передней опореи двух подшипников типа 36204 Е 2 взадней опоре.Расчетная норма долговечностишпинделя составляет 300 ч.Использование предлагаемого технологического метода обработки колец 1 подшипников позволяет значительно по-.высить их долговечность.Шпиндели, скомплектованные с подшипниками, обработанными по предложенной технологии, проработали око ло трех расчетных норм. Я 1. Способ упрочнения стальных деталей, включающий обработку металлическими щетками, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости деталей, производят предварительную выдержку в кипящем водном растворе, содержащем 20-30 г/л боровольфрамовокислого кобальта, с последующим нагревом ,в масле при 160-180 С, в течение ",50-60 мин. Зф 2 Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что нагрев проводят в вазелиновом масле.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 491730, кл. С 23 С 9/00, 1973.2. Серебреницкий П. П. Обработка деталей механическими щетками. Л., Лениздат, 1967, с. 5, 54, 79, 83. Ужгород, ул. Проектная, 4