Способ поверхностного упрочнения

Союз СоветскнкСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 933421(51)М. Кл. В 24 С 1/10в 24 В 1/04 с присоединением заявки рй -Гоеударстеенный квинтет(Бц удк 621.9. ,047(088.8 Р но делан нэобретеннй н еткрытнй(72) Авторы изобретения Производственное объединение турбостроения "Ленинградский(54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ Изобретение относится к облаСти машиностроения, а именно к технологии упрочнения поверхностей деталей шариками.По основному авт.св,У 674882 иэ" вестен способ поверхностного упроч" нения деталей стальными шариками, по которому смоченные в жидкой сре: де шарики приводятся в колебательное движение с помощью ультразвукового инструмента. Для исключения слипания шариков между собой и с дном рабочего стакана упрочнение проводят в атмосфере насыщенного пара в герметично закрытой камере, частично заполненной жидкостью 1При обработке по этому способу с использованием в качестве жидкой среды традиционных жиДкостей, например углеводородных органических соединений (трансформаторного масла) в поверхностном слое детали наблюдается подслойный максимум остаточных напряжений, наличие которого 2ухудшает усталостные свойства дета"лей, так как подслойный максимум,являясь концентратом напряженйй,обуславливает возникНовение усталостных трещин под поверхностнымслоем.Цель изобретения - стабилизацияи улучшение усталостных свойств уп"рочняемых деталей путем ликвидацииподслойного максимума остаточных 10напряжений, т.е, повышение эффективности процесса поверхностногоупрочнения.Это достигаесся тем, что в спотксобе поверхностного упрочнения сталь=ными шариками, смоченными в жидкости и приводимыми в колебательноедвижение ультразвуковым инструментомв качестве жидкой среды используютфторорганические соединения, например фторалкиладамантан.Использование фторорганическихсоединений вместо общепринятых углеводородных например, трансфорФормула изобретения 1. Способ поверхностного упрочнения по авт.св.674882, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюстабилизации усталостных свойствупрочняемых деталей путем ликвидации подслойного максимума остаточныхнапряжений, в качестве жидкой средыберут фторорганические соединения.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве фторорганического соединейия используют "фторалкиладамантан,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРМ 671882, кл, В 2 С 1/10, 1977. 3 933121 маторного масла ) позволяет изменить характер пластической деформации металла поверхностного слоя, так как изменяются условия, контакта шарика и упрочняемой детали, а именно, умень шается поверхность участка контакта, уменьшение поверхности контакта в сочетании с высокой скоростью движения шариков, свойственной ультразвуковому упрочнению, приводит к отсутствию 1 О подслойного максимума остаточных напряжений в поверхностном слое упроч" няемой детали.На фиг. 1 представлено устройство для реализации предлагаемого способа поверхностного упрочнения деталей, продольный разрез; на фиг, 2- зпюры остаточных напряжений в поверхностном слое образцов, обработанных различными способами.20Устройстьо содержит ультразвуковой инструмент, выполненный в виде стакана 1, жестко закрепленного на трансформаторе 2 упругих колебаний магнитострикционного преобразователя 3, В стакан устанавливается деталь 1 и насыпаются упрочняющие стальные ша,рики 5. Преобразователь со стаканом и деталью размещают в герметичном кожухе 6, кромка которого является базой для установки детали 4, Регулировку давления в полости кожуха осуществляют через штуцер .Способ упроцнения осуществляют следующим образом.Перед обработкой в полость ультра-З 5 звукового инструмента (стакана 1) вводят определенное количество фторорганического соединения, например фторалкиладамантана. С помощью магнитострикционного преобразователя 349 и трансформатора 2 упругих колебаний возбуждают ультразвуковые колебания в стакане 1. Под воздействием ультразвуковых колебаний арики 5, рас" положенные в стакане 1, приобретают4 значительную скорость и, ударяя по поверхности детали, производят ве упрочнение.В процессе упрочнения в полости стакана 1 происходит повышение тем в пературы, что приводит к испарению жидкости в пределах внутренней полости кожуха 6. Испарение происходит до тех пор пока в полости кожуха не образуется атмосфера насыщенного па ра, интенсифицирующего процесс упроч 4нения. При этом жидкость и пар находятся в герметичной камере в состоянии динамического равновесия, Иомент возникновения динамического равновесия в пределах герметичной камеры можно ускорить, например, регулируя давление в полости кожуха 6 через штуцер 7.На фиг. 2 показаны результаты из-.мерения остаточнцх напряжений первогорода в поверхностном слое образцовиз стали 34 ХНЗИ.Криваяхарактеризует распределение остаточных напряжений при упрочнении в атмосфере фторалкиладамантана, кривая- при упрочнении поизвестному способу, т.е, шариками,смоченными в трансформаторном масле,Для сравнения приведено распределениеостаточных напряжений при упрочнениисухой дробью (кривая ),Как видно из графика, упрочнениепо предлагаемому способу обеспечиваетформирование максимума остаточныхнапряжений непосредственно на поверхности упрочняемой детали, в то времякак при упрочнении по известному способу и упрочнении сухой дробью максимум остаточных напряжений формируетсяна глубине О"70 мкм от поверхностного слоя.Таким образом, после упрочнениядеталей в среде фторорганическогосоединения подслойный максимум остаточных напряжений отсутствует, следовательно улучшаются и стабилизируются усталостные свойства упрочненнцхдеталей, увеличивается их надежность.93342 1 4 ы 1Гщбвмо ююедоем впйвтоемем иапраме Тираж 886 исное ВНИИПИ Заказ Й 047 филиал ППП "Патент" жгород, ул. Проектная