Способ поверхностного упрочнения стальных изделий

.ПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКР ЪТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 2 ЬЭ (Л 0 шеия ия К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1157088, кл. С 21 О 7/04, 1982.(54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Сущность изобретения: в способе,включающем загрузку в камеру нагрева ыз: Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для упрочняющей обработки.поверхностей трения деталей в машиностроении, авиационной и автомобильной технике,Известен способ поверхностного уп-,рочнения стальных изделий, заключающийся в том, что на поверхности передпластической деформацией создают модифицированный слой путем выдержки деталив кипящем водном растворе боровольфрамокислого кобальта и последующим нагревом при 160-180 С.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ поверхностного упрочнения деталей,включающий загрузку в камеру нагрева деталей и состава для насыщения поверхности, выдержку и пластическую деформацию.В качестве насыщающей среды применяютсмесь глицерина с мелкодисперсным порошком молибдена, детали нагревают до делий, подачу насыщающего состава, газовой горючей смеси с кислородом, воспламенение, нагрев изделий до температуры насыщения, удаление заусенцев и выдержку, совмещеннуюс пластической деформацией, осуществляют повторную загрузку в камеру горючей смеси с содержанием кислорода в 1,6-2,0 раза меньшим, чем при первой загрузке, и насыщающий состав. при этом в качестве насыщающего состава используют азот с объемом, составляющим 30 - 40 Я от объема газовой смеси, 4 табл,160 +10 С, а пластическую деформацию осуществляют обкаткой поверхности шариком,Недостатком способа является низкое качество обрабатываемых деталей, вызванное малоинтенсивностью операции упрочнения эа счет того, что упоочнение поверхности происходит неравномерно, оно охватывает лишь открытые поверхности и не устраняет заусенцы.Целью изобретения. является повы ние качества изделий эа счет повышен износостойкости поверхности и устранен заусенцев,Для этого в камеру загружают стальные изделия и газовую горючую смесь с кислородом под заданным давлением и воспламеняют смесь. В результате нагрева изделий путем воспламенения горючей смеси газа с кислородом прй необходимом начальном давлении и с некоторым избытком кислорода по сравнению со стехиометрическим уравнением соотношения компонентов Смеси заусенцы изделий оплавляются,их острые кромки притупляются, благодаря мгновенному воздействию тепла, после чето поверхности нагреваются, приобретая температуру насыщения, и под действием возникшей в результате воспламенения смеси детонационной волны упрочняются, При этом избыток кислорода необходим для сгорания заусенцев. При повторной загрузке камеры горючей смесью с уже насыщающим газом, в частности газообразным азотом, обьем которого равен 30- 40; от объема газовой смеси, изделие предварительйо нагрето, заусенцев нет, поверхности готовы к равномерному упрочнению. При атом количество горючего газа на 30-400 ь по объему меньше, чем при первой загрузке, что создает сравнительно меньшее тепло, а присутствие азота, как нейтральногогаза, удлиняет процесс горения, что способствует образованию преимущественно большой детонационной волны, тем самым продолжению деформации й насыщению поверхности азотом, Процентное содержание вводимого азота в рабочую камеру продиктовано технологической возможностью получения необходимой глубины упрочнен. ного насыщением азотом слоя, Оно получено экспериментальным путем, В табл,1приведены результаты экспериментальныхиспытаний; характеризуемые критерием поверхностной микротвердости, где показано, что количество вводимого азота в пределах 30-400 от общего обьема смеси создает максимальную глубину упрочнен.ного слоя, .П р и м е р конкретного вйполнения способа, Образцы из стали 35 Гл в виде дисков размером ф 40 х ф 16 х 12 в количестве 6 шт после их механической обработки помещают в герметическую камеру, заполняют камеру под начальным давлением 18 атм газовой горючей смесью пропана с кислородом в соотношении 1;4, обеспечивающим полное сгорание смеси и сгорание заусенца. Смесь воспламеняют, при этом при ее сгорании выделяется тепло, которое оплавляет заусенцы на кромках, нагреваь;т поверхности деталей и осуществляат начальное упрочнение поверхности деталей пластической деформацией от детонационной волны.После этого рабочую камеру повторнозаполняют газовой смесью под тем же давлением пропана, но с меньшим в 2 раза кислородом в соотношении 1:2 и насыщающим составом - азотом, обьем которого составляет 35 от объема смеси. Смесь -воспламеняют. За счет меньшего количества кислорода и присутствия азота усиливается детонационная волна, которая10 15 25 ден в табл,3. Определение износостойкости проводили по изменению массы образца, Данные анализа сведены в табл.4,30 35 50 40 45 производит упрочнение поверхности деталей путем насыщения ее азотом и дополнительной пластической деформацией, Затем детали выдерживают в камере до полного насыщения поверхности. например до 3 мин, Зависимость глубины упрочненного слоя от соотношения горючего газа и кислорода раскрыта в табл.2. Качество упрочняющего процесса обработки изделий оценивают по иэносостойкости. Сравнительные испытания износостойкости проводят при следующих режимах. Исследования проводят на дисковых образцах, изготовленных из сталей марок 35 Гл; контртела изготавливают из стали 40 Х (5060 НКСГ), Испытания проводят на машине трения типа 2070 СМТ. Схема установки образца диск - диск, Образец устанавливают на валу машины, контртело - на промежуточном валу, вращающемся со скоростью на 1070 меньше, чем вал машины. Таким образом достигается проскальзывание трущихся поверхностей,Выбранный режим испытания привеРезультаты исследования показали, чтовесовой износ имеет максимальное значение исходного образца 2,4565 г), а после упрочнения путем насыщения газообразным азотом весовой износ имеет всего 0,0027 г. Это свидетельствует о значительном повышении износостойкости образца,упрочненного по предлагаемому способу Металлографические исследования, визуальный контроль и испытания на износостойкость показали, что глубина деформированного и насыщенного слоев поверхности составляет порядка 0,2 мм, а износостойкость повышается при этом в 5 раз по сравнению с базовым способом обработки,Формула изобретения Способ поверхностного упрочнения стальных изделий, включающий загрузку в камеру нагрева изделий, подачу насыщающего состава, газовой горючей смеси с кислородом, воспламенение, нагрев изделий до температуры насыщения, удаление заусенцев и выдержку, совмещенную с пластической деформацией, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества иэделий за счет повышения иэносостойкости их поверхности, в камеру повторно загружают горючую смесь с содержанием кислорода в 1,6-2,0 раза меньшйм, чем при первой за.Таблица бл грузке, и насыщающий состав, при этом в качестве насыщающего состава используют азот с обьемом, составляющим ЗОотобьема газовой смеси.Тираж Государственного комитета по и 113035, Москва, Ж, Подписноетенийм и открытиям при ГКНТ СССРская наб., 4/5