Способ упрочнения изделий

СОКИ СОВЕТСКИХСО 4 НЛЮЮЕСНИИРЕСПУБЛИН ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТО ОМУ ТЕЛЬСТВУ ско нам 85.79(088.8) сонов А.Д. Технол бработки деталей остроениеф, 1969,ия тершин103,СССР 978 химико ностро- строрское свидетельствкл. С 23 С 11/18,ес В.Б. Технологияй обработки на машиаводах. М., "Машин5, с. 221. 2. Авт В 767233 ЗРаермическтельныхниеф, 19ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(21) 3453 (22) 14.0 (46 ) 15.0 (72) Я.Д. Н.К. Цукан (71) Всес ский и пр ститут мех строительн внбраторов машин и Мо Красного 3 ный инстит (53) 621.7 (56) 1. Ас мической о(54)(57). СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ,преимущественно валов, включающийнитроцементацию в газовой средевначале с выдержкой при 840-850 С,озатем с выдержкой в процессе подстуживания при температуре выше Асс непосредственной закалкой с этойтемпературы, о т. л и ч а ю щ .и й -с я тем, что, с целью снижениядеформации и повышения эксплуата-ционной стойкости валов путем получения заданного распределения твердости по сечению, выдержку в процессе подстуживания производят при температуре Ае + 10 С, при этом углеродный потейциал в процессе выдержки при 840-850 фС поддерживают равным 1,0-1,2, в процессе подстуживания 0,6-0,9, в процессе последующейвыдержки 1,2-1,3, 1067063среде вначале с выдержкой при 840850 С, затем с выдержкой в процесосе подстуживания при температуре выше Ас с непосредственной закалкойс этой температуры, выдержку в про цессе подстуживания производят притемпературе Ас + 10 С, при этомуглеродный потенциал в процессе/овыдержки при 840-850 С поддерживаютравным 1,0-1,2, в процессе подсту живания 0,6-0,9, в процессе после 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработкевалов электродвигателей для рубанков, пил, перфораторов, молотков,применяемых в строительстве для строгания и распиловки древесины и бурения твердых пород гранита, бетонаи кирпичной кладки.Известны способы термообработкинагруженных валов из стали марок40 Х, 40 ХН, 40 ХНМ, заключающиесяв упрочнении зубчатого венца валаобъемной закалкой или закалкой снагревом ТВЧ Г 13Недостатки укаэанных способов -значительные деформации и низкаятвердость (45-52 НВС) зубьев, чтоприводит к быстрому износу зубьеввалов,Известен способ упрочнений изделий, включающий выдержку в нитроцементирующей газовой среде при 860870 С с изменением углеродного потенциала в процессе выдержки и закалку в масло 23,Недостатком этого способа является то, что в результате закалкис высокой температуры происходитдеформация валов (биение шеек валов0,3-0,5 мм). Высокая твердость сердцевины (46-52 НВС) валов не позволяет произвести их рихтовку. Дляпроведения процесса рихтовки валынеобходимо подвергать дополнительному отпуску, Кроме того, из-завысокой твердости сердцевины зубьявалов скалываются в процессе эксплуатации,Наиболее близким к предложенномупо технической сущности и достигаемому результату является способобработки изделий, включающий ступенчатую нитроцементацию путем выдержки при 840-850 С и 780 ОС с непосредственной закалкой и отпуск Г 31.Проведенные эксперименты показали,что коробление валов после нитроцементации с подстуживанием передзакалкой до температуры 780-800 Сониже чем после закалки с темпераРотуры насыщения 840-850 С, и темне менее биение шеек валов составляет 0,2-0,4 мм. При этом твердостьповерхности 88-91 НВ 15 И, а сердцевины - 45-50 ННС. Высокая твердостьсердцевины не позволяет производитьправку валов. В процессе эксплуатации зубья скалываются из-за твердости сердцевины.Целью изобретения является снижение деформации и повышение эксплуатационной стойкости валов путем получения заданного распределения твердости по сечению.Поставленная цель достигаетсятем что согласно способу упрочнения9иэделий, преимущественно валов, включающему нитроцементацию в газовой дующей выдержки 1,2-1,3. Обработка по предложенному способу позволяет получить минимальное коробление валов. Правка валов не требуется, но в случае необходимости, они легко поддаются правке, так как твердость сердцевины 28- 36 НВС (для стали 40 Х). Высокая твердость поверхности (88-90 НВ 15 Н) и сердцевины (28-36 НВС) придают валам жесткость, достаточную для предотвращения искривления их в процессе эксплуатации. Проведение ступенчатой нитроцементации с подстуживанием перед закалкой до тем пературы ниже Ас приводит к значительному снижейию твердости сердцевины нике 20 НВС (для стали 40 Х). Это вызывает искривление валов в процессе эксплуатации и преждевременный износ зубьев зубчатого венца.В предложенном способе для сокращения длительности процесса нитроцементации нагрев до 840-850 С и выдержка при этой температуре осуществляется в атмосфере с повышенным углеродным потенциалом 1,0-1,2. При подстуживании до температуры Ас + 10 С снижается углеродный потенциал атмосферы до 0,6-0,9 для уменьшения насыщения диффузионного слоя углеродом до оптимального содержания, Повышение углеродного потенциала атмосферы до 1,2-1,3 при выдержке при температуре Ас + 10 Св течение 5-10 мин необходимо для получения на поверхности сплошного тонкого слоя после закалки карбонитрида, обладающего высокой износостойкостью.Способ осуществляют следующим образом.Обработка валов электродвигателей из стали 40 Х для пилы ИЭ 5107 и пилы ИЭ 5102 В в печи Ц. Валы, установленные вертикально в гнезда приспособленйя, загружают в печь, подвергают нагреву до 840-850 С и выдерживают в течение 60 мин в атмосфере, получаемой в результатепиролиза триэтаноламина. В печьподается 100-110 капель в мин триэтаноламина. Затем температуру впечи снижают до 740 С + 10 С с одновременным снижением подачи триэтаноламина в печь до 50-60 капельв мин. При достижении температурыЗаказ 11156/30 Тираж 540 ПодПисноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-.35, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 740 фС + 10 С увеличивают подачутризтаноламина в печь до 100-120 капель в мин, выдерживают 5-10 мини закаливают в масле,После закалки валов на поверхности формируется диффузионный слой глубиной 0,15-0,2 мм, Структура слоя состоит из мартенсита и карбонитрида. Твердость поверхности слоя 88. - 90 НВ 15 И, сердцевины 28- 36 НВС. Биение шеек вала менее 0 1 йм. Валы электродвигателей для ручных машин раньше других деталейвыходят из строя вследствие износазубчатого венца, поэтому их долговечность зачастую определяет ресурсработы машины. Способ нитроцементации, обеспечивающий получение на поверхности карбонитрида, по сравнению с базовым способом, проводящимся при 820-870 С, позволяет эначи тельно повысить износостойкость зубчатого венца вала. Ресурс машиныувеличивается более чем на 10.