Способ упрочнения поверхностей металлических деталей

-т 345 16-19 20-30 30-35 36-50 10-15 Удельное давление, МПаВремя нагрева, с: 6-8 8 - 12 6 - 8 8-1212-20 сталь чугун 10-14 12-20 12-14 12-14 Осадка деталей,мм: 1,6 1,0 0,8 сталь чугун 2,5 0,4 1,0 0,2 Неплоскостность торцов, мм/ Сталь ОтЗ-Оэ 4 035-Оэ 5 04-Оэб 1,5 0,3-0,4 0,2-0,4 0,2-0,4 0,2-0,42 0,25-0,65 1,2 чугун Твердость поверхностипосле обработки:сталь 24+-269 289-321 48-52 50-52 36-42 НВ НВ ЕЫС НЕС НЕС 269 НВ 321 НВ 52 - 58 НЕС 52-64 НЙС 48-52 НЕСчугунГлубина упрочненного слоя,1,0-1,4 1,0-1,4 1,2-1,8 1,2-1,8 1,2-1,6 1,4-1,8 1, 0-1,41,0 - 1,5 сталь 1,3-2,1 чугун П р и м е ч а н и е: Исходная твердость, НВ: сталь 40 ХН 194-241, сталь ОХ 13 197-219, чугун В 4 45-5 170-207. Исходная не- плоскостность 0,1 мм. Изобретение относится к термомеханической обработке металлических деталей, а именно их торцовых поверхностей, и может быть использовано вовсех областях машиностроения для повышения твердости и износостойкости,например, запорных деталей трубопроводной арматуры: седел, шиберов, клиньев и т,п,Цель изобретения - повышение производительности процесса и увеличение глубины упрочненного слоя.П р и м е р. Упрочняют седла задвижки ЗМС 1-65 х 21 (О 65 мм, Рр21 МПа) нефтегазовой арматуры. Опытыпроводят при нагреве трением попарно Как видно из таблицы, достижение эффективного упрочнения обеспечивается только при определенных оптимальных значениях величины удельного давления (25-33 МПа) при трении в 2кольцевых образцов (Б 80 мм,Л65 мм) из сталей 40 ХН, 20 Х 13,ЗОХ 13 и чугунов СЧ 28-48 и ВЧ 45-5Нагрев трением выполняют на машине 5 сварки трением при частоте вращения750 об/мин и давлении прижатия трущихся поверхностей 25-35 МПа при продолжительности нагрева для сталей6-8 с и для чугунов 12-14 с. Нагревпрекращают после достижения установившейся температуры поверхностейтрения 950-1200 С. Охлаждение образцов проводят сразу после их разведения поливом водой.Результаты обработки приведеныв таблицепроцессе термомеханической обработкиповерхностей по предлагаемому способу. При более низких значениях (10- 19 МПа) удельного давления не обеспечивается эффективный нагрев поверх1281596 счет охлаждения путем теплоотводавнутрь детали. Составитель В. КитайскийРедактор В, Петраш Техред А.Кравчук Корректор А. ТЯско Заказ 7218/21 Тираж 550 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретейий и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,4 ностей, в связи с чем не достигаетсянеобходимый эффект упрочнения поверхности, так как твердость поверхностимало меняется по сравнению с исходнойи значительно ниже достигамой при . 5обработке с удельным давлением в оптимальном интервале.При более высоких значениях удельного давления (36-50 МПа) происходитсильное тепловыделение и прогревбольшого объема металла, повышенныйизнос трущихся поверхностей в процессе обработки (осадка деталей) иповышенная неплоскостность. В связис этим снижается эффективность упроч 15нения обрабатываемых торцовых поверхностей из-за уменьшения локальностиих нагрева при трении, прогревабольшего объема металла и вытеснениеразогретого металла из трущегося стыка вграт" при повышенной осадкедеталей. Это приводит к уменьшениюинтенсивности охлаждения обрабатываемых по предлагаемому способу по-.25верхностей и уменьшению их твердости,т,е. снижению эффективности упрочнения. Кроме того, повышенная неплоскостность, возникающая при интенсивном износе трущихся поверхностей,приводит к ухудшению макрогеометрииобрабатываемых поверхностей,Таким образом, видно, что толькопри удельном давлении 25-33 МПа обеспечивается упрочнение поверхности.По известному способу поверхность 35детали нагревается трением за счет,перемещения стального закаленногоролика со скоростью до 120 м/с относительно поверхности детали с их взаимным прижатием. При этом происходитзакалка нагретого при трении слоя за Результаты исследований образцов показывают, что при предлагаемом способе обеспечивается получение следующих значений твердости на упрочняемых трением поверхностях, НКС: из стали 40 ХН 48-58; 20 Х 13 51-53; 20 Х 13 51-53; ЗОХ 13 52-54; из чугуна ВЧ 45-5 52-64; чугуна СЧ 28-48 54-61 с глубиной упрочненного слоя 1,0-1,6 мм для стали и 1,2-2,0 для чугуна.На образцах, подвергнутых трению по известному способу, твердость поверхности для всех сталей составляет не более 36 НКС, а для чугунов - порядка 38 НКС с глубиной упрочненного слоя не более 0,1 мм.При большой глубине упрочненного по предлагаемому способу слоя повышается износостойкость и долговечность деталей. Малая глубина упрочнения в известном способе не позволяет производить чистовую обработку упрочненной поверхности, что требуется, в частности,для седел задвижек.Предлагаемый способ отличается от известного большей производительностью за счет взаимного попарного уп. рочнения и большей глубиной упрочненного слояФормула изобретения Способ упрочнения поверхностей металлических деталей, включающий нагрев трением с последующим разведением трущихся поверхностей и охлаждение, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения производительности процесса и увеличения глубиныупрочненного слоя, нагрев производятпопарным трением упрочняемых поверхностей при удельных давлениях 2535 МПа,