Способ упрочнения металлических изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК 19) (11) А 11 С 21 Р/78 7, Р,САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСК жение пр ла пропо чести,ный сло рудово ческий е вченЙе+с 10 ст м) 1 атериал Проблемы-13. ие и восстаеханическойИашиностроем а,го раси РОЧНЕНИЯ ИЕТАЛЛИключающий механичесе комнатнои темпера- в поверхностном стяжения, нагрев л и ч а ю щ и йелью повьппения сти и производитель еханическое нагруение превращения, одновременно причем время ет 0,2-0,5 в а охлаждение проводятсо снятием нагрузки,снятия нагрузки состав мени охлаядения. АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Куйбышевский орденаКрасного Знамени политехинститут им.В.В.Куйбышев(54)(57) СПОСОБ УП ЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, в кое нагружение пр туре с наведением слое напряжений р и охлаждение, о т с я тем, что, с усталостной прочн ности обработки,оводят в интервале от преде рциональности до предела те агреву подвергают поверхнос глубиной 3 = (001-0,04)с, линейный размер сечения изд температуры в интервале от е о - предел прочности мвв 1 В/иЕ - модуль упругости вц - коэффициент ПуассоЫ - коэффициент линейпширения в 1/град;д - остаточные напряжев ИН/мц - напряжение, созмеханическим на рув ИН/м мпературы начала мартенситног98124 5 10 15 20 25 30 35 40 в(в остм 1Сравнительные усталостные испыта5 ния показали увеличение долговечности образцов, упрочненньм предлагаемым способом в 4,5-5 раз в сравнении с исходными закаленными, в товремя как поверхностный дробеструйиый наклеп способствует только3-кратному повышению выносливости,При этом его производительностьв 4,5 раза ниже, чем у предлагаемого способа.Предлагаемый способ повышаетусталостную прочность в 1,5 разапо сравнению с известным способом,надежность и долговечность, обра 1Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам механотермического поверхностного упроч"нения металлических изделий.Цель изобретения - повышение усталостной прочности и производительности обработки.На чертеже представлена диаграммаповерхностного слоя изделия при упрочняющей обработке,Способ осуществляется следующимобразом.На первом этапе 0-1 (см.чертеж)деталь подвергают механическому нагружению при комнатной температуре,создающему в поверхностном слоенапряжения растяжения б о ( б мт;оЗадаваясь оптимальными с точки зрения эксплуатации остаточными напряжениями сжатия в поверхностном слоерасчитывают температуру Тост фпо формуле:.где С - предел прочности материала,ИН/мЕ - модуль упругости в ИН/мИ - коэффициент Пуассона;о 6 - коэффициент. линейногорасширения в 1/град;- остаточные напряжения вИН/и- напряжения, создаваемыефмеханическим нагружениемИН/ми нагревают поверхностный слой глубиной о =0,01-0,04)д, где линейный размер сечения изделия.Поскольку температура Тп ниже температур фазовых переходов, то структура материала меняться не будет, а изменяются лишь механические свойства материала: уменьшается модуль упругости Е, предел текучестии предел пропорциональности бучасток 1-2 на чертеже). В результате в поверхностном слое увеличивается пластическая составляющая с деформации, а сердцевина остается в упругом напряженном состоянйи. Чтобы поверхностные йластические деформации не успели релаксироваться, скорость охлаждения на этапе 2-3 должна быть не менеех10 град/с. В то же время процесс разгрузки должен опережать охлаждение, иначе очень быстрое охлаждение приведет материал в исходное состояние ( участок 0-1 диаграммы б - Е)Соотношение времени охлаждения ьохк времени разгрузки о , должнобыть таким, чтобы в конце процессаповерхностный слой остался растянутым, Экспериментально установлено,что оптимальное соотношениел"рат /" охи, = 0,5 - 0,2. В результате поверхностный слой будет испытывать со стороны вернувшейся в исходное состояние после упругой разгрузки сердцевины остаточное сжимаащее напряжение.П р и м е р. Упрочняющей обработке подвергались образцы толщиной 8 мм из закаленной сталиЗОХГСН 2 А. Режимы обработки и результаты испытаний приведены в таблицеПроводилась также реализация,способа на серийных деталях (шток)амортизаторов шасси из ст.ЗОХГСАс дь = 120 кг/мм , Цилиндрическаячасть штока, представляющая собойтрубную заготовку с наружным диаметром д н, = 80 мм, толщинойстенки 1 = 4,4 и длиной= 350 мм, в зажимном приспособлении нагружалась крутящим моментомдо = 95 кгс/мм . Затем производил 2ся нагрев в течение 2 с токамивысокой частоты поверхностного слояглубиной 3 = 0,4 мм до 280 + 20 оС,Сброс нагрузки сопровождался спрейерным охлаждением водой под давлением3,5 атм,Для исследования остаточных напряжений вырезались кольцевые образцы,на которых методом Давиденкова Н.Н.определялись остаточные напряжения.Величина сжимающих напряжений достигла значений о о, = 60 - 70 кг/мм .гОбработка известным способом ППД; нагрев всего объема до Т = 350-400 С; о, ППП; охлаждение-20 Н ф 8002 -1000 кгс/мм ботанных этим способом деталей, на 40-507, а также производительность труда за счет упрощения технологии, особенно при обработке длинномер- т 0,3 3 атм 0,3 3 атм 0,3 3 атм 0,5 3 атм 1198124 4ных деталей, Так, время обработки по предлагаемому способу 1,5 2 мин, а по известному 5-10 мин в зависимости от габаритов.1198124 лц Составитель А.Кулемик Техред А,Кикемеэей актор К.В орректор А,Обр одпнсно ал ППП "Патент", г.ужгород, улЛроектная, 4 Заказ 7689/28 Тираа 552 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и 113035, Иосква, Ж, Рауш