Способ обработки изделий

ГОсудАРстВенный номпо изов етениям и отнпРи Гкнт сса ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ бъединеции труда о обесй металВ ео ство СССР 16, 1982, тво СССР 00, 1982. го нагрева прев -аустенит) заэкой темпера(21) 4472380/27-02(71) Научно-производственноение по механизации,. роботизаи совершенствованию ремонтнопечения на предприятиях чернлургии "Черметмеханизация"(56) Авторское свидетель1 Ф 913741, кл. С 23 С 11/Авторское свидетельсР 905298, кл. С 21 Э 8/ Изобретение относится к термической и деформационной обработке углеродистой и легированной сталей и может быть использовано в машиностроении при поверхностном упрочнении плунжеров прессов.и роликов.Цель изобретения - повышение производительности процесса путем увеличения скорости перемещения источника энергии.Согласно предлагаемому способу термопластического упрочнения деталеивключающему нагрев, перемещение нагревательного элемента, пластическую деформацию и охлаждение 1 обработку поверхности ведут нагревом плазмой прямого действия до температуры оп(541 СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИИ(57) Изобретение относится к термической и деформационной обработкеуглеродистой и легированной сталей иможет быть использовано в машиностроении при поверхностном упрочненииплунжеров прессов и роликов. Цельизобретения - повышение производительности процесса путем увеличения скорости перемещения источника энергии.Для этого поверхность изделия подвергается нагреву плазмотроном прямого действия до оплавления материала,поверхностному пластическому деформированию и охлаждению, при этом взаимное перемещение плазмотрона и изделия осуществляют со скоростью 045 -0,85 м/с. 2 табл. лавления детали, при этом нагретуюповерхность перемещают относительноплазмы со скоростью 0,45-0,85 м/с.Применение в качестве источника нагрева дуги плазмотрона прямого деиствия позволяет существенно повысить скорость нагрева обрабатываемой поверхности. Повышение скорости нагрева обусловлено более высокими концентрациями энергии в плазменной дуге до 10 Дж/см 2 по сравнению с плаз менной струей до 510 Дж/см 2, При этом скорость нагрева достигает значе ния 5 10 - 1 ф 10 град/с.В условиях скоростноращение Ф -А (ферритканчивается при более я1615193 Таблица 1 сть обра поверх 045 0,85,0 к проч ости няемого плу ера с теееетете Глубин ненног упрочслоя 0,8-1,5 4 0,2-0,8 0,3-0,9е оваШерохова Шер Характеристи- В ка поверхности т Шероховатость поШероховатостьповерхности Ра 350 мкм.Локально упрочненные места поверх результае выбросарасплавленного металла на по- верхности тость по верхност Ра 1,25- 0,63 тость повер верхностиРа 2,5 -1,25 мкм.На материности Ра1,25 0,63 мкм ности имею вид вздути имеются кавки. Шерося места, локально неупрочнен ной поверх ности ховат,о поверх Остимкм Ра 3 туреЭто обусловлено сдвигом критической точки Ас в область более высоких температур. Это приводит к образованию мелкого начального зерна аустенита. В результате обычно увеличивается прочность и пластичность стали, снижается чувствительность к концентраторам напряжения. Таким образом, служебные свойства деталей с поверхност ным упрочненным слоем по предлагаемому способу улучшаются. Наряду с этим при индукционном нагреве практически достижимые скорости нагрева 5 10 5 10 З град/с. 15Таким образом, исходя из описанного и учитывая технические параметры современных прямодуговых плазмотронов,. можно определить минимальную скорость ,перемещения анодного пятна плазменной 20 дуги по обрабатываемой поверхности. При минимальной плотности энергии4:510 Дж/см 2 и радиусе анодного пятна 0,005 м скорость перемещения без образования расплава на поверхности составляет величину й 0,45 м/с.Больдая скорость охлаждения приводит к повышению дефектности структур, так как усиливается фазовый наклеп, замедляются процессы отдыха и рекрис таллизации и более полно наследуются дефекты-фазы. При увеличении скорости уменьшается глубина упрочненного слоя. Поэтому, учитывая максимальную плотность энергии 10Цж/см и глуби 35 ну упрочнения около 1,0 мм, экспериментально установлена скорость 0,8 -0,85 м/с,П р и м е р. Проводят обработкуплунжеров прессов (ст. 46) и роликов(ст. 30 х 13) машины непрерывной разливки стали (МНРС).Азот или азотсодержащий газ, воздух подают через плазмотрон прямогодействия под углом к поверхности стали 40 Х, 45 с расходом воздуха 1,5 -2,5 дмз /с. Плазмотрон или поверхностьдетали перемещают друг относительнодруга со скоростью Ч = 0,65 м/с Перегретую поверхность с температуройоплавления 1350 С в зоне действияпятна плазменной струи на расстоянии150-200 мм подвергают поверхностномупластическому деформированию с усилием Р = 80 кг с помощью твердосплавного ролика, при этом снижается шероховатость поверхности иликвидируются поверхностные дефекты типа оплавления,трещин, гребешков. Выглаженную поверхность охлаждают спеером с расходомохлаждающей жидкости 0,5-0,6 мз .При использовании плазмотрона типаПВР 402 Чрев120 В, 1 = 150-170 А.Твердость поверхностного слоя послеобработки достигает 44-50 ед, 1 ЫС,а толщина закаленного слоя 0,50,6 мм.Результаты испытания приведены втабл. 1.15193 ности достигается, так как предлагаемым способом обработку упрочняемойповерхности можно проводить в 5 -10 раз быстрее. Формула изобретения Т а блица 2 Производительность, станкочасы/мф по способу предлагаемому известному Индукционная обработкаб,0Плазменная обработка (косвенной плазмой)1,5-2 0,4-0,6 Из приведенных в табл 2 данных видно, что повышение производительСоставитель А. КулеминТехред Л.Олийнык Корректор И. Эрдейи Редактор Н. Гунько Заказ 3962 Тираж 513 ПодписноеВНИШИ.Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород,.ул. Гагарина, 101 5 1 бПроводят также сравнительные испытания обработки деталей предлагаемым методом и известными с целью сравнения производительности процессов.Результаты испытаний приведены в табл. 2.Способ обработки изделий преимущественно из углеродистых и легированных сталей, включающий нагрев поверхности изделия концентрированным источником энергии до заданной температуры, взаимное перемещение источникаи изделия с заданной скоростью, поверхностную пластическую деформациюи охлажпение, о т л и ч а ю щ и й с ят"и, что с целью повышения производительности процесса путем увеличения 20 скорости перемещения чсточника энергии, нагрев осуществляют плаэмотрономпрямого действия до температуры оплавления поверхности изделия а взаимное перемещение проводят со скоростью 25 0,45-0,85 м/с.