Способ обработки стальных изделий

СООЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН09 (1) 717 5 О 53 РЕТЕН Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ НЫХ дсфорщееи ч ашениностой.ого 99 преаправленю экс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙИ ОТИРЫТИЙ ОПИСАНИЕ(71) Московский технологический институтМинистерства бьпового обслуживания РСФСР(56) 1, Хлебников Б. И,-и др, Хромированиеапмаэовыглаженных поверхностей, - В кн.:Тидродинамика и явления переноса в двух.фазных дисперсных системах", Иркутск, 1975,128-133,2, Авторское свидетельство СССР йф 82521,кл,. С 21 О 7/04, 1949.(54) (57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СТА ИЗЛЕЛИЙ, включающий пластическое мирование их поверхности и последую нанесение хромового покрытия, о т л ющийся тем,что,сцельюпов усталостной прочности изделия и изно кости покрытия, в процессе пластичес деформирования на иэделия дополните воздействуют усилием, равным 0,9-0, дела текучести материала, при этом н ние усилия противоположно направлет плуатационных напряжений,1 О 20 1 1118Изобретение относится к машиностроениюи может быть использовано дпя повышенияусталостной прочности и износостойкостистальных деталей с гальваническимия покрытиями,5Известен способ обработки стальных изде.лий, включающий пластическое деформирование поверхности, например, алмазным выглаживанием и последующее нанесение хромового покрылия 11) .Однако данный способ упрочнения поверх.ности иэделия не позволяет достигнуть высоких значений усталостной .прочности изделияи износостойкости покрытия. Хромовыепокрытия не обладают хорошей адгеэией иосаждаются дендритными, что ограничиваетвозможность применения способа для деталей,работающих в условиях действия многократных циклических нагрузок, а также в парахтрения,Наиболее близким к изобретению является способ обработки стальных изделий, вклю.чающий пластическое деформирование их новерхности и последующее нанесение хромовогопокрытия (2125Пластическое деформирование осуществляютнакаткой роликом поверхности изделия ци.линдрической формы. Перед операцией нанесения гальванического хромового покрытияпроизводят поверхностный наклеп тех участковз 0которые предназначены для хромирования. 717 ъ усилия противоположно направлению эксплуатационных напряжений.Способ осуществляют следующим образом.Изделие, например, цилиндрической формы, нагружают механически., В нагруженном состоянии осуществляют накатку роликом, например, при удельном давлении 800 - 1200 МПа и наносят гальваническое покрытие. Изделие нагружают приложением сил, равных 0,9-0,99 предела текучести материала изделия и создающих в поверхностном слое его напряжения, противоположные по направлению и равные по величине максимальным напряжениям, воз. никающим в изделии в эксплуатационных условиях при действии циклических нагрузок. Ориентированные приложенными силами напряжения поверхностного слоя детали фиксируют пластическим деформированием поверхности. Верхней границей значения закручивающего усилия является усилие, при действии которо. гб достигаются напряжения, соответствующие пределу текучести материала детали. Прово-дить обработку по. предлагаемому способу с усилиями скручивания, превышающими верхнюю границу (0,99), нецелесообразно из.за значительных пластических деформаций детали, Наряду с этим максимальная эффективность способа проявляется при значениях усилий скручивания максимально близких к верхней(0,9 - 0,99),П р и м е р, На токарный станок с зак.репленной на резцедержателе роликовой на Недостатком известного способа являетсянизкая усталостная прочность и износостой.кость хромированных деталей, работающих врежиме циклических нагрузок, Это объясняется35тем, что в результате действия циклических,нагрузок появляются упругопластические деформации, создающие напряжения растяжения .или сжатия в поверхностном слое детали, Цик.-Олическое изменение деформаций и напряжении (в поверхностном слое деталей влечет за собойнарушение кристаллических связей основногометалла с металлом покрытия, приводит к образованию трещин, появлению дополнительньи 1концентраторов напряжений и отслаиванию45покрытий, что снижает предел усталостнойпрочности и износостойкости детали,Цель изобретения - повышение усталостнойпрочности изделия и износостойкости покры.тия., 50Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу обработки стальных изделий,включающему пластическое деформированиеих поверхности и последующее нанесение хро.мового покрытия, в процессе пластического де- . 55формйрования на изделия дополнительно воэ.действуют усилием, равным 0,9 - 0,99 пределатекучести материала, при этом направление каткой устанавливают вал диаметром 20 мм из стали, содержащей 0,49% углерода после отжига, с пределом текучести при .татическом кручении порядка 200 МПа. Крутящий момент М, вызывающий пластическое деформирова. ние изделия, равен 1 б 0 Нфм. Затем вал приводят во вращение с угловой скоростью 40 об/с и роликовой накаткой осуществляют пластическое деформирование с удельным давлением ролика на деталь 1000 МПа при скорости подачи роликовой накатки вдоль вала0,1 - 0,2 мм/об. В конце прохода отводят ро. ликовую накатку от .вала, выключают приводвращения детали, снимают деталь, затем проводят обезжиривание, промывку в воде инаносят покрытие, Нанесение гальваническогохромового покрытия проводят нз электролита,содержащего хромовый ангидрид 250 г/л исерную кислоту 2,5 г/л. Процесс проводят,поддерживая температуру раствора 45 - 50 С.оПогружают деталь в гальваническую ванну,устанавливают плотность тока 40 А/дм 2, Припродолжительности процесса 25 мин получаютпокрытие толщиной 10 мкм. Предел выносливости определяют по появлению микро- и макротрещин на поверхностиОтношениеМир кмоменту те.кучестн (М ),кр, т Величина скручива-.ющего момента (Мр),Н м Износ покрытия, мкм/ч Направление Мпротивоположно абочему моменту НаправлениеМ совпада.ет с рабочиммоментом 02 0 7 45 136 16 44 162 52 162 0,99 6 16, 160 7 оставитель 10. Липатехред Т, Дубинчак Редакт Корректор О. Тигор. Ковтун Заказ 7382/2 Тираж 632.арственного комитета СССРбретений и открытийЖ, Раушская наб д, 4/5 одписно ВНИИПИ Госуд по делам изо13035, Москва,Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,3 11 Р 71 иэделий, подвергнутых кручению с изгибом , в течение 1 О циклов.7Сравнительные испытания на износостойкостьпооиэводили на машине трения, работающейпо схеме ролик колодка. В качестве вращаю.5шихся образцов испольэовали ролики из стали45 диаметром 13 мм, в качестве неподвижных образцов - колодки из той же стали.Давление прижатия образцов 10 МПа, В про.цессе испытаний в зону трения обрядов пода валось масло И, Испытания проводили довыхода на установившийся режим, т, е. до установления стабильных значений температурыобразцов и момента трения. Часовой суммарныйлинейный износ образцов определяли при рабо -.1 Ъ 7 4те в установившемся режиме. Для сравненияопределяли свойства образцов, обработанныхпо известному способу (пример).Результаты испытаний приведены в таблице. Применение изобретения, как показали испытания деталей класса "вал", например направляющих и штоков питьевых машин, позво.ляет повысить усталостную прочность в 1,5 - 2раза с одновременным повышением износо.стойкости деталей на 10 - 15%,Способ может быть использован в. машиностроении при изготовлении деталей машин,испытывающих циклические нагрузки, чтозначительно увеличит срок их службы.