Способ поверхностного легирования металлических изделий

Сфюэ СоветскикСРциапистичесииеРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 865974(22) За Я влено 18,05, 79 (21) 2768846/23-02с присоединением заявки РЙ(51)М, Кл. 3 Ъоударстваеый комитет СССР по аелвм нэабретеиий и открытий(53) УД К 621, 785. ,51.539(088,8) Дата опубликования описания 25.09.81(72) Автор. изобретения В. М. Савищенко 71) Заявител Липецкий политехнический институт 54)СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО ЛЕГИРОВАН МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к машиностроению, преимущественно металлургическому и может быть использовано при химикотермомеханической обработке рабочих поверхностей прокатных валков, литейных металлоформ, штампов,5 пресс-форм и других металлических изделий.Известен способ термомеханической обработки стальных изделий, по кото 1 О рому насыщение легирующими элементами осуществляют изготавливая сначала смесь - активную обмазку, содержащую легирующие элементы, которую наносят окунанием в нее изделия. Затем изделие нагревают до ковочной температуры в печи, после чего подвергают горячей обработке давлением(прокатывают)111Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ нанесения легирующих элементов электролитическим методом с последующим уплотнением образовавшегося металлического покрытия обкатыванием изделия роликом с электроконтактнымподогревом путем про;ускания электрического тока через контакт ролика сизделием 2,Однако нанесение легирующих элементов в виде покрытий электролитическими методами технически сложнои малопроизводительно, особенно длякрупногабаритных изделий.Цель изобретения - упрощение технологии обработки и повышение производительности способа,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу поверхностного легирования металлических изделий,включающему, нанесение легирующих элементов на изделие и последующую Обкатку роликом с электроконтактным нагревом подлежащую легированиюповерхность вначале предварительнообрабатывают резанием (точением илишлифованием с заданной величиной шероховатости с необходимым объемомвпадин, образованных микронеровностя74 4цепь вторичной обмотки понижающеготрансформатора,Сила прижатия давящего инструмента в процессе выглаживания или обкатывания составляет 50-100 кгс,напряжение 1, 5-2 В, ток 400- 600 А/мм, скорость выглаживания.Ч = 12-15 м/мин,подача 5 = 1,0 мм /об (для инструмента с тороидальной поверхностью К=30 мм, г= 5 мм),Во время обработки поверхностнымпластическим деформированием в зонедеформирования (металл с легирурщимиэлементами нагревается до твердожидкого (пластического) состояния,прикотором создаются благоприятные.условия для диффундирования легирующихэлементов в поверхностный слой изделия, Таким образом, в зоне контакта давящего инстумента с изделиемна поверхности осуществляется металлургический процесс в закрытых условиях под давлением при высокой температуре без доступа окисляющей среды,в результате которого образуется легированный поверхностный слой сплотной структурой и повышенной твердостью,Легируюпдй порошок, засыпанный вовпадины шероховатости, надежно удерживается в них в связи с наличиемна поверхностях впадин ультрамикронеровностей и остаточного магнетизма,образующегося после осуществленияпредварительной обработки резанием перед легированием поверхности. Получается гладкая упрочненная поверхностьс высокой термической и механической стойкостью.)Таким образом, предлагаемый способпозволяет упростить процесс обработки и повысить производительность способа за счет исключения предварительного приготовления обмазки, нанесе"ния ее на поверхность и последующейсушки. Способ также позволяет экономно расходовать легирующие элементы. 8659 В резцедержателе станка взамен токарного резца устанавливают электроизолировано давящий инструмент, наприОмер твердосплавный ролик из Т 15 К 6,Спереди давящего инструмента устанавливают в контакт с рабочей поверхностью изделия порошкоподающее устройство, закрепляемое также на суппорте 45токарного станка, и осуществляют обработку валка поверхностным пластическим деформированием с электроконтактным подогревом,Засыпка легирующего порошка во 50впадины шероховатости производится впроцессе осуществления обработки изделия поверхностным пластическим деформированием.Электроконтактный нагрев металлас легирующими элементами происходиттолько в зоне контакта давящего инст-.румента с изделием включением их в Формула изобретения ми), в полученные впадины насыпаютпорошок из легирующих элементов(хром, вольфрам, молибден и т.д.) ипроизводят обработку поверхности изделия давящим инструментом, например 5обкатывают твердосплавным роликом.При этом через контакт давящего инструмента с изделием пропускают электрический ток низкого напряжения.Изменениемшероховатости (величины Н) - размеров объема) впадинмикронеровностей, образуемых предварительной обработкой поверхностиизделия резанием перед легированием,достигают заданной степени насьпценности) легирования поверхностногослоя, т,е. расхода легирующих элементов. Другими словами, становится возможным управление процессом поверхностного легирования,Локальный нагрев изделия совместно с легирующими элементами только в.зоне контакта давящего инструмента сизделием происходит без наличия окисляющей среды, получается гладкая ичистая (без окислов и окалины) упрочненная поверхность с плотным поверхностным слоем, обладающим повышеннойтермической и механической стойкостью.П р и м е р. Легирование рабочей30поверхности прокатного валка осуществляют на токарном станке, в центрах которого устанавливается изделие,Перед легированием рабочую поверхность валка предварительно протачивают, обеспечивая заданную шероховатость. Способ поверхностного легирования металлических изделий, включающий нанесение легирующих элементов на изделие и последующую обкатку роликом с электроконтактным нагревом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии обработки и повышения производительности способа, сначала на поверхности образуют микро- рельеф путем обработки изделия резанием, затем во впадины насыпают порошкообразные легирующие элементы и осуществляют обкатку роликом.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 8659741. Авторское свидетельство СССР У 392170, кл. С 23 С 17/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР5 Ф 09533, кл. С 23 С 17/00, 1968Составитель Л. Бурлинова Редактор НЕгорова Техред М. Рейвес Корректор У.Пономаренко Заказ 8009/42 Тираж 1051 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва, ЖРауаская наб. д,4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород,ул,Проектная,4