Способ поверхностного упрочнения деталей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБ Н 9/00 ЕТЕНИ УПРОЧНЕон,8 ния с п иым износом1,0 толщины Относит. изн глубина упро 1 табл.3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ(56) Кырыпив В.И, и др. Повьппение ресурса работы деталей машин и инструмента фрикционно-упрочняющей обработкой. В кн, Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического симпозиума Повышение износостойкости и усталостной прочности деталей машин обработкой концентрированными потоками энергии, М:ИМАШ АН СССР, 1985, с. 26-27.Тимошенко Б.И. и др. Упрочнение деталей электрокомбинированным методом, - Электронная обработка материа лов, 1977, У 4, с. 82-84.(54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГНИЯ ДЕТАЛЕЙ(57) Изоб етение относитс ря к комбинированным методам поверхностного упрочнения с использованием эффектов электроэрозионного легирования и фрикционного упрочнения поверхностен и может бьггь использовано для повышения изностоикости деталей. Цель изобретения - повышение изностойкости деталей путем увеличения глубины н качества упрочнения. Способ поверхностного упрочнения деталей пре, имущественно из чугуна включает электроэрозионное поверхностное легирова ние синтезированными сплавами внедреющим локальным фрикци до глубины, равной 0 интезированного слоя состойкость 5,2-5,6, нения, мм, 3,0-3,2.Изобретение относится к комбинированным методам поверхностного упрачнения с использованием эффектовэлектроэразионного легирования ифрикционнога упрочнения поверхностейи может быть использовано для павы"шения изностойкости.Цель изобретения - повышение изно"стойкости деталей путем увеличенияглубины и качества упрочнения.П р и м е р. Предложенный способупрочнения образцов из чугуна СПХН-62 микротвердостью 800-1000 кгс/мм,измеренной методом косого царапания 15опод углом 20 к поверхности алмазнойпирамидной гранью вперед при нагрузке 20 г с помощью прибора ПМТ,Ширину царапины измеряют на микроскопе ИеарЬае"2 при увеличении 20х 1000. Твердость рассчитывают по отношению величины вертикальной нагрузки и площади контакта образца с пирамидкой. Сначала образцы подвергаютэлектроэрозионному легированию синтезированными сплавами внедрения (карбидами и карбанитридами ниабия) наглубину 20-100 мкм. Микротвердостьповерхности после легирования составляет 2400 кгс/мм. Затем легированную поверхность образцов подвергают.износу трением с помощью диска изстали Р 18, нагретого до 700 С, прискорости скольжения 7 м/с, давлении0,5 МПа. Обработку проводят до35величины износа легированного слояна 0,8; 1,0 от ега первоначальнойглубины.Износостойкость упрочненныхобразцов из чугуна СПХН оценивают 40на лабораторной установке при скорости скольжения 3 м/сцавлении 0,2 МПабез дополнительного нагрева. Контртелом служит диск из стали 45. В качестве критерия износостойкасти приня та длительность испытаний до износаобразца на глубину 3,5 мм.Состав предварительного синтезированного электроэрозионным способомслоя выбирается следующим образом.Слой должен содержать элементы,обладающиенаибольшей диффузионнойподвижностью: углерод, азот, бор,наличие которых увеличивает глубинуупрочнения при фрикционной обработке.Кроме того, синтезированный слойдолжен содержать металлы, способст-гвующие отбеливанию чугуна - хром,вольфрам, ванадий, титан, ниобий,Таким образом, в полной мере удовлетворяют перечисленным условиям слои, содержащие карбиды, нитриды, бариды тугоплавких металлов.В процессе фрикционной обработки синтезированного твердого слон в результате воздействия высоких температур и интесивной пластической деформации создаются условия длясверхдиффузии" легирующих элементов. Зта приводит к растворению карбидов, нитридов, боридов синтезированного слоя и насыщению материала основы легирующими элементами.На первых стадиях процесса трения твердый синтезированный слой прпятствует излишней повреждаемости еще неупрачненнага материала основы; по мере уменьшения толщины слоя (в результате растворения и износа) температурное и деформационное воздействие на материал основы увеличивается, При этом, степень упрочнения материала основы пасте- пенно возрастает, достигая максимума при уменьшении толщины синтезированного слоя на 0,8-1,0 от ее первоначального значения. Вести процесс фрикцианной обработки далее после полного растворения синтезированного слоя нецелесообразно, так как начинается снижение,микратвердасти упрочняемой поверхности. Зта объясняется отсутствием источника легирую-, щих элементов, которым служил синтезированный слой.Уменьшение толщины синтезированного слоя в процессе фрикционнай об" работки от первоначального значения до нуля имеет также весьма важную функцию регулятора температурного и силового воздействия на основу. Зта позволяет получить стабильные результаты при колебаниях химического состава основы, синтезированного слоя и условий фрикцианной обработки,Исходная толщина предварительно синтезированного слоя в общем случае изменяется от нуля до типичных для электроэрозионнаго легиравания максимальных значений 0,2-0,3 мм. При этом, после фрикционной обработки чугуна возникает упрочненный слой глубиной ат 0,1 да 3 мм с минимальной микратвердостью соответственно от 1500 до 3000 кг/мм.Для каждой конкретной детали требуемая толщина синтезированного слояГлубинаупрочСпособ0 ноения аяэ ностойость 15 ИзвестныйЛенирование+обкатроликом Предлагаемый способ позволяетвысить износостойкость деталей в2-2,5 раза.,3 вани ПредлагаемыйЛегирование+фрикная обкатка до ени ор мул а и Способалей прючающийние и по хности поверхностного упеимущественно иззлектроэрозионноследующую деформао т л и ч а ю щ ис целью повышениядеталей путем увел очненияугуна,зноса:,8 от глубинылегированд легиро ию пов 6 исязносочения 1 0 ного сло30 е м, что,Изностойкость легированногообразца без упрочняющей обрабоки принята за 1. ик ро вышения качеств мацию поверхнос 1 идеф уби су ия,Составитель И.Никишкина Редактор И.Сегляник Техред Л.Сердюкова Корректор В.Романенкоодписн Заказ 6788/15 кк ВНИИПП Государственного комитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж, Раушская набТ СССР ткрытиям и ц, 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектн 3 144 выбирается на основании этих данных с учетом необходимости глубины упрочнения, микротвердости поверхности и требуемой производительности операции упрочнения, Толщина синтезированного слоя контролируется на образцах металлографически и регулируется режимами электроискрового генератора. Длительность последую" щей фрикционной обработки устанавливается грубо по изменению цвета обрабатываемой поверхности (после износа синтезированного слоя цвет поверхности изменяется) и при необходимости уточняется металлографически на образцах. 75874ществляют локальным Фрикционным износом до глубины, равной 0,8- 1,0 толщины легированного слоя,Износостойкость образцов из чугуна СПХН после упрочнения представлена в таблице.