Способ упрочнения коленчатых валов

(Ю 01) а) 4 С 21 Р 9/30 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, . "К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ (57) Способ относится к термической обработке стальных деталей, в частности к упрочнению коленчатых валов поверхностей закалкой с нагревои то камы высокой частоты. С целью повышения предела выносливости закалке подвергают аейки (Ш ) коленчатого вала и участки галтелей аатунных 6 со стороны коренных Ш по дуге окруаности 120-180 фС. Способ закалки обеспечивает равномерный нагрев ватунной 1 а по длине, что уменьвает коробление вала, в связи с чем отпадает,необходимость рихтовки.ф 2 ил., 1 табл.астазакалк оизводит ов гэлтелеи шатунных шеек кол Изобретение относится к термичес" кой обработке, в частности к упрочнению коленчатых валов поверхностной закалкой с нагревом токами высокой частоты. 5Цель изобретения - повышение предела выносливости и уменьшение коробления деталей.На фиг. 1 показано колено вала, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1 (закаленный слой зачернен).Предложенный способ упрочнения включает поверхностную закалку шеек галтелей, причем поверхностной закалке подвергают участки галтелей шатунных шеек со стороны коренных по дуге окружности 120-180Укаэанная термообработка галтелей шатунных шеек дает воэможность вынести переходную зону, - границу между закаленным и незакаленным металлом, где из-за наличия напряжений растяжения зарождаются усталостные трещины, иэ зоны действия максималь 25 ных циклических напряжений изгиба.оДуга 180 соответствует нейтральной оси, здесь границы между действующими растягивающими и сжимающими нап-ряжениями,при изгибе. На дуге 120 зти напряжения уже незначительны.При этом, поскольку опасная зона зарождения трещин не подвергается действию циклических напряжений изгиба, не только увеличивается уста- З 5 лостная прочность, но и уменьшается вероятность появления усталостиых трещин вообще. Уменьшению вероятности закалочных трещин способствует и то что по предлагаемому способу фо галтели коренных шеек не подвергаются закалке.Кроме того, при указанном способе закалки достигается равномерный на" грев шатунной шейки но длине, что уменьшает коробление вала в несколько раэ, биение находится в пределах 0,25 мм и отпадает необходимость рихтовки. Припуск под пдифовку составляет 0,4-0,5 мм, Это способству ет более равномерному распределению остаточных напряжений закалки после шлифовки, увеличивая соаротивле" нне усталости коленчатых валов.Способ осуществляется .следующим 55 образом.ыходом закаленного сл на галтели ш тунной шейки по дуге,90 140 163 173 195 120 150 180 10 и отступлениемзакаленногослоя от коренныхшеек на 4-5 ммвестныйс выходом закаленного слоя на участки галтелей по окружности коренных ишатунных шеек пообе стороны отплоскости кривошипа размеромчетыре радиусагалтели 58тых валов ЗИЛиз стали 45 специальным индуктором, обеспечивающим получение заданной конфигурации закаленных участков.Источником высокочастотного нагрева служит машинный генератор частотой 2,5 кГц закалочной станции МГЗи мощностью 100 кВт, Продолжительность нагрева составляет 7 с, время паузы 0,8 с, с последующим охлаждением водяным душем в течение 5-6 с. Закалка по этому режиму позволяет достичь оптимальной глубины закаленного участка 3-4,5 ьи при твердости 54-58 НКС и микроструктуре закаленных участков в виде мелко- и среднеигольчатого мартенсита.Для определения оптимальной величины дуги проводились усталостные испытании валов, закаленных по дугам 90, 120, 150, 180 и 210.Проводились также сравнительные испытания коленчатых валов, закаленных по известному способу.Результаты испытаний приведены в таблице1258853 Способ упрочнения коленчатых валов, включающий поверхностную закалку шеек и участков галтелей шеек по окружности, о т л и.ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения предела выносливости, закалке подвергают участки галатлей шатунных шеек со стороны корен ных шеек по дуге окружностио120-180,Составитель И.ЛипгартТехред Л,Олейник Корректор М.Самборская Редактор А.Коэориэ Заказ 5088/26 Тирах 552 Подписное ВИИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5.Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная, 4Ъ зКак видно иэ таблицы, наибольшая усталостная прочность (предел выносливости) коленчатых валов достигается при закалке по предлагаемому способу по дуге окружности 120-180оЭто объясняется более равномерным распределением остаточных напряжений закалки на поверхности шатунной шейки, отсутствием переходной зоны в галтелях шатунных шеек на участке действия максимальных циклических напряжений изгиба.Кроме того, уменьшение"биения до 0,25 мм, происходящее из-за отсутствия сужения электромагнитного поля, способствует уменьшению припуска на шлифовку, и это уменьшает неравномерность распределения остаточных напряжений по глубине в галтелях. Производительность процесса шлифования увеличивается в 1,5-2 раза. 4Использование предлагаемого спс- соба упрочнения шеек коленчатых валов по сравнению с известным способом обеспечивает увеличение усталост.5 ной прочности до ЗОХ, устранениеоперации рихтовки и уменьшение вероятности появления усталостных трещин в галтелях. формула изобретения