Способ упрочнения поверхности изделий

(72) В.И.Дегтярь 54) СПОСОБ У СТИ ИЗДЕЛИЙ 57) Использова к термической о е: изобретение аботке стали с носится омощью вля- ичетей, ичеслоя рочповерхностного упючающий пластичестальным диском,стью 33-69 м/с приповерхности 0,3-0,5водят старение при-12 ч,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАН И, %27чно-исследовательский и укторский институт мор и И.М.СлободянюкРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНО Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в судостроении при изготовлении и восстановлении изношенных деталей.Известен способ упрочнения металлических иэделий, включающий нагрев трением, деформацию с последующей механической обработкой и охлаждение, причем нагрев трением при упрочнении наплавленных иэделий ведут до оплавления йоверхности.Недостатком известного способа я ется значительное изменение геометр ских размеров упрочняемых поверхнос а также то, что при последующей механ ской обработке часть упрочненного снимается, что приводит к утонению уп ненного слоя. Известен способрочнения деталей, вклскую деформациювращающимся со скорудельном давлении наМПа. После этого про190-210 С в течение 1 О 1749251 А концентрированного источника энергии, конкретнее нагрев трением от быстровращающегося диска, и может быть использовано в машиностроении при восстановлении изношенных деталей. Сущность: обработку быстровращающимся диском ведут за два прохода: первый осуществляют при удельном давлении диска на упрочняемую поверхность равном 1-1,5 МПа, второй - при удельном давлении 3,0 - 4,0 МПа, После этого проводят старение при температуре 260 - 280 С в течение 3 ч. Недостатком известного способа является незначительная толщина упрочнен ного слоя (0,3 - 0,4 мм) и недостаточная его твердость (НВС50), Старение при 190- 210 С в течение 10 - 12 ч, не приводит к распаду остаточного аустенита, необходимого для повышения коррозионной стойкости, иэносостой кости.Целью изобретения является улучшение качества изделия путем увеличения толщины упрочненного слоя,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу упрочнения поверхности изделий, преимущественно из цементированных сталей, включающему проход по поверхности быстровращающимся диском с заданным давлением на поверхность и последующее искусственное старение изделия при заданной температуре, проход диском осуществляется в два этапа, сначала при давлении 1,0 - 1,5 МПа, затем при давлении 3,0 - 4,0 МПа, а старение проводят при 260-280 ОС.Обработка упрочняемой поверхности быстровращающимся диском в два прохода в указанных режимах позволяет увеличить/толщину этого слоя. Первый проход диска, который осуществляют при удельном давлении 1,0-1,5 МПа, позволяет. получить упрочненный слой небольшой толщины, как подготовительный под упрочнение большей глубины при повторном проходе, За первый проход диска на цементированной поверх- ности формируетсяупрочненный слой, имеющий мартенситно-аустенитную структуру (толщина слоя 0,1-0,2 мм). При повторном проходе при давлении 3,0-4,0 МПа в поверхностном упрочняемом слое возникают значительно большие; чем при одноразовом проходе, силовые и температурные поля, что приводит к большей глубине пластической деформации и возрастанию величины температуры на, поверхности. Толщина упрочненного слоя увеличивается на 40 - 10 Щ,Увеличение толщины и твердости упрочненного слоя достигается за счет увеличения температурно-силовйх йолей, а также за счет растворения углерода; связанного карбидами в цементированном слое перед повторным упрочнением, что изменяет кинетику аустенизации и изменяет положение динамических точек фазовых превращений (АС 1 и АСз), понижая точку АСз, в результате чего наличие начальной закаленной структуры приводит к большей толщине упрочненного слоя.Только последующее старение упрочненного слоя при 260-280 С прйводит к распаду остаточного аустенита на 80-90. Полученные белые слои обладают повышенной износо- и коррозионной стойкостью, имеют твердость выше НВС 60;П р и м е р, Упрочнение проводят при восстановлении головок поршней, Упрочнению подвергают рабочие поверхности перемычек поршня из стали 10 Х СНД предварительно цементированных на глубину 1 мм. Упрочнение проводят быстро- вращающимся стальным диском, наплавленным стелитом (ВЗК), вращающимся со скоростью 60 м/с, за два оборота - предварительный проход при давлении 4Рпред (см, табл.1, по горизонтали) и окончательный проход при давлении Ррез (см.табл,1 по вертикали), Для получения сравнительных данных проводят замеры толщины 5 упрочненного слоя при различных давленйях диска на обрабатываемую деталь, втом числе и Рпред - О,О МПа, т.е, при одном проходе диска для упрочнения давлением Рр Скорость вращения упрочняемой по верхности была постоянной равной 0,3 м/с,После упрочнения деталь подвергаютстарению втермопечи в течение 3 ч в интер- .вале температур 20-350 С, Методом рентгеновского фазового анализа определяют 15 концентрацию остаточного аустенита а упрочненном слое. Одновременно проводят контроль за сохранением свойств стали; определяют твердость. Результатй замеров толщины упрочненного слоя в мм сведены в 20 табл.1, данные по концентрации остаточного аустенита - ,в табл,2. Как видно из табл.1 и 2, оптймальная толщина уjрочненйого слоя, находящаясяв пределах 1,1 - 1,5 мм, получена при усилии прижатия диска к обрабатываемой детали за первый проход Рпред = 1,0-1,5 МПа, второй проход - 3,0-4,0 МПа, а старение необходимо проводить в пределах 260 - 280 С,Увеличение толщины упрочненного слоя и распад остаточного аустенита в этом слое повышает его эксплуатационные качества.Формула изобретенияСпособ упрочнения поверхйости изделйй преимущественно из цементированных сталей, включзющий проход по поверхности быстровращающимся диском с заданным давлением на поверхность и последующее искусственное старение из 40 делия при заданной температуре, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества изделия путем увеличения толщины упрочненнбго слоя, проход диском осуществляется в два этапа, сначала при 45 давлении 1,0-1,5 МПа, затем - при давлении 3;0 - 4,0 МПа, а старение проводят при 260-280 С.:Составитель С.Котов Техред М. Моргентал Тираж . . Подписноеударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5