Способ упрочнения изделий

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 501 И ЯО(56) 1. Авторское свидетельство СССРН 223124, кл. С 21 О 8/ао, 1967.2, Патент ФРГ И 1060197,кл, 47 а 17, .опублик, 1959.3, Авторское свидетельство СССРй 711127, кл. С 21 0 8/00, 19764, Авторское свидетельство СССРИ 406916, клС 21 0 8/00,. 1971.(54) (57) СПОСОБ УПРОЧНКНИЯ ИЗДЕЛИЙ,включающий термомеханическую обработку с использованием деФормации кручения, механическую обработку, поверхностный наклеп и холодную деФормацию кручением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,.с целью повышения долговечности, одновременно с деФормацией кручением при термомеханическойобработке осуществляют осевую деФормацию растяжением со степенью деформации .в пределах 0,5-1,0.11013Изобретение относится к упрочнению изделий и предназначено для обработки изделий, работающих на статическое и циклическое кручение дляповышения их долговечности,Известен способ упроцнения стальных изделий закалкой с отпуском ипоследующим деформированием гидроэкструзией .1Однако способ не обеспечивает расположения волокон материала деталив направлении максимальных напряжений, возникающих при кручении, Кромеэтого, не позволяет повысить долговечность деталей.15Известен способ упроцнения торсионного вала, по которому заготовкидеталей ( прутки) предварительно за"круцивают при 500-700 Г, располагаяволокна под определенным углом, затем 20деталь механически и термически обрабатывают 2.Однако способ не обеспечивает достаточного повышения долговечностии прочности изделий, поскольку за.крученное состояние волокон вала нефиксируется .одновременной термической обработкой (не реализован эФФекттермомеханического упроцнения ), отсутствуют также и последующие упрочняющие операции,30Известен способ термомеханицеской обработки изделий, включающийнагрев последовательно токами высокой частоты путем непрерывного пере-мещения нагреваемой зоны вдоль оси, 35кручение изделия в зоне нагрева иохлаждение, причем для исключениявозможных деформаций, появляющихсяв процессе закрутки, изделие одновременно растягивают с усилием Р = 40о,г .СД.Недостаток способа дает наиболь"ший эффект при его использовании длядеталей переменного сечения, а также в случае, когда угол закрутки нуж"45но менять по длине, т.е. одну частьдетали закрутить в одну сторону, авторую - в обратную за одну установку, При обработке деталей, у которыхдиаметр стержня не меняется по длине,50прочностные характеристики зависятв основном от суммарной степени деформации при кручении. 501 2пературную) с использованием дефор" мации кручением, Финишную механическую обработку (чистовое шлифование, хонингование и др,), поверхностный наклеп, например, путем обкатки роликами, обдувкой дробью и холодную деформацию кручением (заневоли" вание), причем направление деформации кручениемкак горячей, так и холодной) совпадает с приложением рабочих напряжений 1.Однако при обработке по этому способу длинномерных деталей с отношением длины к диаметру более 8- 10 деформация при кручении неравномерно распределяется по длине детали вследствие как имеющегося коробления исходного. изделия, так и коробления, возникающего при его кручении. Это приводит к различному угловому расположение волокон вдоль оси изделия и, как следствие, к не" стабильности в их свойствах, что, в конечном счете, снижает долговеч" ность изделий.Цель изобретения - повышение долговечности деталей, работающих на кручение.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему термомеханицескую обработку изделия с использованием деформации кручения, механическую обработку, поверхностный наклеп и холодную деформацию кручением, одновременно с деформацией кручением при термомеханицеской обработке осуществляют осевую деформацию растяжением со степенью деформации 0,5-1,03.Повышение долговечности детали достигается приложением дополнительно к крутящему моменту осевого растягивающего усилия такой величины, которая вызывает остаточную осевую деформацию в пределах 0,5-1,03. При осевой деформации меньше.0,5 эффект повышения долговечности реализуется незначительно, деформации более 1,03; приводят к снижению долговечности за счет появления местных локальных осевых деформаций, неравномерных по дли" не детали, которые могут привести в конечном счете к местному утонению детали.55 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки изделий, включающий термомеханическую обработку изделий (низко или высокотем" Сущность предлагаемого способа схематически поясняется чертежом. Способ осуществляют в следующей последовательности,ъ3 1013501ЯПроизводят механическую обработку Приложение осевого растягиваю" торсионного вала, затем термомехани-щего усилия способствует более равю" ческую с деФормацией кручением и од- мерному распределению деФормации при новременным приложением осевого уси- кручении на длине вала, что приволия растяжения к обоим концам вала, . дит к повышению долговечности дета" которое поддерживают во все времялей. Так, долговечность деталей, обкручения, После чего изделие немед- Работанных по предлагаемому способу, пенно закаливают и отпускают. " . составляет более 1 млн циклов; что наОстатоцная осевая деФормация пос-303 больше долговечности валов, ле растяжения, выраженная через от в обработанных по известному способу, носительное удлинение, составляет Прочностные характеристики валов, 0,5-1,04., Затем производят упрочйяю-. обработанных с приложением растягищие операции - заневоливание, по- вающего усилия, получаются более верхностный наклеп, заневоливание, стабильными, Так, предел пропорцио"П р и м е РПроводят упроцняю-нальности при испытании на кручение щУю обРаботкУ тоРсионного вала, изго- этих валов составлЯет 1630-1680 мПа товленного иэ стали 15 ХН 2 ИФАН, имею" разброс .значений 50 мПа ), в то вре" щего следующие геометрические разме- мя как при обработке по известному ры, мм: диаметр стержня 18+0,3; дли- способу предел пропорциональности на вала 1321+2, 2 составляет 1580-1680 мПаразбросВ процессе механической обработ:ки торсионного вала обтачивают стеР" Кроме этого, отпадает также не- жень и головки, обрабатывают цент- обходимость в проведении операции ровые отверстия и нарезают шлицы, Тер- правки после термомеханической обмемеханическую обработку производят 2 работки, так как,коробление валов, при нагревании вала до 930 ь 10 С за- обработанных с приложением осевого тем закручивают моментом И=. 0,6 кНмрастягивающего усилия, находится в с одновременным приложением осевого пределах допуска ( не более 0,1 мм). растягивающего усилия Р = 30 кН, приэтом вал удлиняется на 8 мм, а ос- . зе При обработке по известному спотаточная.осевая деФормация составля- собу коробление. этих валов эначительет О,Я, закаливают и отпускаютпри но больше и составляет 2-3 мм, что 200+-10 С. приводит к необходимости правки ва"Далее шлиФуют стержень и галтели лов.вала.3Годовой. экономический эФФект отПервое заневоливание выполняют пя- использования предгагаемого способа тикратной закруткой на угол 100 о. упрочнения иэделий достигается заПоверхностный наклеп выполняют счет уменьшения необходимого колицест путем обкатки роликами, при этом ва валов, выпускаемых в запасные усилие на ролики составляет 13 кН.части в связи с увеличением их на 49Второе заневоливание выполняют дежности,и долговечности,и составит пятикратной закруткой на угол 70 ф. .5 тыс.руб.Составитель И, ЛипгартРедактор Н. Гунько Техреду А.бабинец Корректор И. ШарошиЗаказ 2955/35 Тираж 566 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам. изобретений и открытий1103, Иосква Ж-Ц, Раушская наб. д. 4 ДФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, ц