Способ упрочнения стальных деталей

) Б 2( 1752828 А 1 СОЮЗ СОВЕТСНИХсаепамвснФРЕСПУБЛИН 866 80 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОВ ЕТЕНИЛЦ ИПРИ ГКНТ ССОР,У ц 11 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ Бюл, Р 29кий лолите ки й ин- В.ут.Хынтова тельство С 8/04 1 И СТАЛЬ ЭЕйзобретение отно ческой обработке фаИзобретение относится к химико"(1+У) (1 ч ) 1термической обработке, в частности к (-Ь " (1+) ) (1-уЦ цементации, и последующей локальнойповерхностно-пластической деформации . где б- предел выносливости, 1 Ша,ф :с целью повьацения долговечности сталь- - : в - предел прочности, 1 Ша, ных деталей посредством создания ге- ) - конечное относительное сутерогейной макроструктуры поверхнос- жение;(1) - наибольшее равномерное су" йИзвестно, что существует связь - нимежду характеристиками выносливости Таким образом, для повышения долматериала и его прочностью и твердос-"овечности необходимо так упрочнить тью. Если принимать меры только дпя . . деталь, чтобы при этом ее пластичповышения прочности, то "это может,ность не уменьшалась. Так как боль- оказаться недостаточным для увеличе-:шинство упрочняющих обработок метаМ- ния выносливости в том числе и дол : ла приводит к увеличению . твердостиговечности,-Фйрочпение приводит:к за" и прочности, но снижению пластичное" труднению зарожцения усталостных тре-ти то возможности гомогенных матещии. Если при этом существейно сни-,риалов. близки к исчерпанию. Совмеще- а . зится пластичность, то распростране- ние этих противоположных свойств возние уже возникпей трещины будет.об-:можно созданием материала с неодно- легчено, Поэтому наиболее правильно, родной (гетерогенной) закономерно меориентироваться на корреляцию с ка-. няюцейся макроструктурой поверхности. кнм-либо сочетанием прочностных Й - : Известны способы получения струк- пластических свойств; , - . турко-неоднородных материалов на ргФ(57) Использование;сится к химико-терми 2сталыик деталей, в частности к цементации и последующей локальной поверх- иостиой пластической деформации Сущность изобретения: на стальное изделие на. осят лаковый узор, проводят . элсктролитическое травление мест, не покрытых лаком, наносят медную маску на выступающие участки, после чего проводят цементацию, термообработку и,поверхностную пластическую цеформацию выступающих иецементованных участков при комнатной температуре.2 ил., 1 табл.3 1175нове сталей аустенитного и переходного классов, где сначала производятлокальную пластическую деформацию со,степенью деформации о больше 40%, азатем общую пластическую деформациюс 3 менее 30%, В зоне деформации образуется мартенсит, а матрица остается аустенитной. Таким образом, можносоздавать сетку мартенсита с любой1заданной конфигурацией, состоящей иэучастков с различной твердостью ипластичностью структурных составляющих.Недостатком этого способа являетсяего неприменимость к углеродистьисталям.Известен сйособ создания гетерогенной макроструктуры, где после про"1.ведения термической или термопласти.ческой обработки сталь подвергают точечной или линейчатой закалке илиотпуску.ЕеДостатком способа является сложность и дороговизна необходимого оборудования,.Известен способ упрочнения стальных упругих элементов, где гетерогенную поверхность получают путем цементацйй через защитную медную маску,Дополнйтельного повышения прочностиможно добиться, если нецементованныеучастки подвергнуть поверхностнойпластической деформации при комнатной температуре, в результате которой цементоваиные участки окажутсяпредельно сжатыми и в процессе работыдетали. будут в меньшей степени подвергаться действием растягивающих напряжений.целью изобретения является увеличение долговечности стальных деталейпутем увеличения прочности при сохранении пластичности созданием гетерогенной макроструктуры,Поставленная цель достигается тем,что после проведения химико-термической обработки через защитную маскудеталь подвергается дополнительнойповерхностно-пластической деформации.На фиг.1 и 2 приведены схемы, реализующие способ.Способ осуществляется следующимобразом.Йа стальную пластинку из стали 20 наносят через трафарет лаковый узор заданной геометрии .(Фиг,1). Пред.лагаемые размеры узора являются оптимальными с точки зрения технологии2828получения гетерогенной структуры и механических свойств, Узор фиксируетсяэлектролитическим травлением в 10%ном водном растворе ИаС 1 в течение10-15 мин. Глубина травления О, 150,20 мм. Она определяется из формулыКбьйС щ ----ЕЯ 210где С - глубина травления, мм 1Е - коэффициент, учитывающий глубину распространения наклепаЬ - глубина цементованного слоя,15Г - модуль упругости матрицы,ГПачН - толщина детали, мм,. а20я = -- (Аиг 2)Д Ф 4Затем проводят меднение выступающих участков в течение 20-25 мин встандартном электролите. После цементации при 920-930 С в твердом карбю 25 ризаторе и последующей нормализации,закалки с 770-780 ОС в воду и низкогоотпуска на поверхности получаются выстулающие мягкие участки сНЕС 25-30и твердые участки с НКС 62 - 63.130 При помощи поверхностно-пластическойдеформации (обработка молотком, роли.ком или дробью) мягкие участки вдав-ливаются между твердыми, не разрушаяих. Таким образом., на поверхйостисоздаются большие сжимающие напря-5жения после цементации и в результатепластической деформации. При этомтвердостьмягких участков увеличива-ется. в 1,3-1,5 раза при степени де 4 О формации 10-15%. Остагочные сжимающие найряженияспособствуют увеличе-.:.нию предела выносливости, а наличиемягких и твердых структур обеспечивает одновременное получение высокой,15 прочности и пластичности, что невозможно при большинстве обработок.Иеханические характеристики мате-.риала после обработки по этому способу приведены в таблице,Предел прочности (76, предел упругости б и пластичность б определены в условиях изгиба. Долговечность .И характеризует число перегибов назаданнйй угол до разрушения. Увеличению выносливости деталей способст-вует и повышение внутреннего трения:вследствие образования гетерогенной структуры, измерениякоторого выпапняют по стандартной методике. Ра-,е аеютатютеи в ее т еи тте еще ща аетвт ще и ее тт ает Способ обработки 6, ИПа б, ИПа Е, 7. Д;10 Дж/м лов Ютеетщтщттфщвв щщещтщ тащ щщщщщщ щт ИзвестныйУзор: 413 246 0,15 ромбический ./зигзагообраз- ный 3450 1670 3,4 4030 208 0,14 354 1680 ПредлагаемыйУзор; 324 0,37 5185 511 3,1 ромбический 2510 зигзагообраз ный ,. 2530 509 . 4,1 6035 263 0,3 1 аееатюееютаатюиеютте ттюттвттЮтаееетттйюттттттттттттттщетВтае ттМте твеюаюев17528 ботоспособностьпо Беренову вычисляют по формулезвЯЯгде К - коэЬЪицнент заполнения диаграммы растяжения08 - предел прочности, ЙПафЕ - пластичность, Х. 10Из таблицы видно, что работоспо собность увеличивается в 1,41,5, а долговечность - 1,2-1,3 раза по сравнению с известным способом. Ф о р и у л а изобретенияСпособ упрочнения стальных деталей, включающий нанесение лакового 286узора, нанесение медной маски с зигзагообразным или ромбнческим узором, цементацию и термообработку, о т - личающийся тем, что, сцелью повышения долговечности деталей путем создания на поверхности гетерогенной макроструктуры, перед нанесением медной маски проводят электролитическое травление мест, не покрытых . лаком, нанесение медной маски проводят па выступающих участках, а после цементации и термообработки проводят поверхностную пластическую деформацию выступаюцих нецементованных участков при комнатной температуре.Состави Ре За з 273 ьский, комбнн актор Б.Гунько. ВНИИПИ Государственно 11303еавввааве аа ааеаае вае г Производственно-издатДышковатал Корректор Нв ееаееаЕвааеЕПодписноезобретениям и открытия, Раушская наб., д. 4/5в ев в ее ааеГФа ев вавв ееееа ее ввееват ."Патент", г,Ужгород,ТехРед М,МоргенчеееаеаюеаеваееввачавТираж,го комитета по. и5, Москва, 3-35 упицам при ГКНагарина