Способ обработки деталей

ОП ИСАНИЕИЗЬВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соаетснин Социалистичеснин . реенубнин(61) Дополнительно (22)Занвлено 06. авт. свид-ву 78(23) 2616038/221)М. Кл,С 23 0 3/78 С 21 0 9/06 рисоедииением за Приоритет - Опубликовано 3 киМ ударетеашм 33 ССС делам вае н втер(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕ обработ- интен- иичес- ороблее коключаю- еформакую обрадополч предвакой де" ает тка включ деформацию, н -4000 С/с, цеание до темперау с налошеннем й деформации в я и закалки. ключает холодную ию, нагрев со 1Изобретение относится к химико- термической обработке стальных изделий и мошет быть использовано для поверхностного упрочнения тяшелонагрушеиных деталей сельскохозяйственных машин и тракторов.Известен способ обработки деталей из шелезоуглеродис;гых сплавов, вклю-. чающий пластическую деформацию участками с интерваламипри комнатной температуре и скоростной нагрев (1000-4000 С/с) под окончательную термическую обработку (закалку) 33,3.Данный способ уменьшает коробление и повьавает производительность, однако не в полной мереиспользует воэмошности упрочнения поверхности.Известен способ обработки стапьны 3 с деталей, заключающийся в том, что детали предварительно подвергают холодной или горячей пластической деформации со степенями соответственно 15;35 и 15-503 и стабнлиэирукш 1 ему отпуску при 250-600 С 323. 2Однако существующий способки направлен исключительно насификацию процесса химико-теркой обработки и не устраняет кние деталей.Цель изобретения - уменьшениробления иэделий.Для достишения поставленнойсогласно способу обработки. вщему холодную пластическую дцию,нагрев, химико-териичесботку и охлавдение, производятнительную деформацию участков,рительно упрочненных пластичесформацией.Кроме того, обрабохолодную пластическуюрев со скоростью 1000ментацию, подстузнвтуры закалки и закалкдополнительной упругопроцессе подстухиваниОбработка такие впластическую деформац825657 3скоростью 1000-4000 ОС/с, низкотемпературное азотирование и охлаждение сналожением дополнительной упругойдеформации в процессе азотированияи последующего охлаждения.Пластическую деформацию поверхностного слоя производят замкнутымиучастками, интервалы в которых изолированы друг от друга и расположеныв центре деформированных участков, 10что позволяет наиболее рациональнораспределить плотность дефектов и дислокаций за счет многократного ихскольжения, и одновременно, резкоснизить влияние интервалов на характеристики формируемого диффузионногослоя. Влияние частичной резориентации зерен субструктуры в течение дли.тельного процесса насыщения устраняется упругой деформацией, которую 20проводят при быстрых охлаждениях деталей после химико-термической обработки, Детали упруго фиксируются, совпадение упругой деформации по Фазес предварительной пластической деформацией, т,е. распространение действия упругой деформации на упрочненные участки, полученные при пластигческой деформации, позволяет использовать и при упругой деформации интервалы для релаксации возникающихв процессах быстрых охлаждений внутренних напряжений. интенсификациии бездеформационности процесса способствует также скоростной индукционный нагрев под химико-термическую обработку, сохраняющий частично.ориентацию в субструктуре и плотность дефектов, а также сокращает общее времяобработки. 0На чертеже показано устройство дляосуществления этих операций и последовательность операций способа,Деталь 1, совершая поступательноеи вращательное движение, пластически 45деформируется со степенью деформации8-15 в обкаточных роликах 2, расположенных под углом 90 друг к другуОи смещенных по оси на величину заданного технологического интервала,. Обкаточные ролики 2 образуют на поверх"ности детали непрерывные перекрещивающиеся продеформированные на глубину,равную 0,5-10 глубины диффузионногозакаливаемого слоя, участки. 3 1,отодного ролика; и 4 от второго роли"ка) с замкнутыми интервалами 5, расположенными в центре деформированныхучас тков..фПластически продеформированная деталь, сохраняя вращательное и поступательное движение, перемещается в индукционный нагреватель 6, в котором с помощью индуктора 7 с магнитопроводом 8 (для повьппения тепловой мощности индуктора) нагревается до температуры химико-термической обработки (950-1050 С) с высокой скоростью 1000-4000 С(с. Одновременно со скоростным нагревом в зону нагрева подается газовый карбюризатор с помощью впрь 1 скивающего устройства 9, Ин дукционный нагреватель 6 и впрыскивающее устройство 9 имеют определенную длину, связанную со скоростью поступательного движения деталей таким образом, чтобы обеспечить за время прохождения детали сквозь нагреватель 6 формирование диффузионного поверхност. ного слоя определенной глубины.Детали 1 со сформированным диффузионным поверхностным слоем по выходу из нагревателя 6 попадают в обкаточные ролики 1 О, где,сохраняя вращательное и поступательное движение, подвергаются упругой деформации и быстрому охлаждению за счет того, что ролики водоохлаждаемы и, тем самым, обеспечивают скорость охлаждения детали после химико-термической обработки. Упругая деформация после химико-термической обработки в роликах 10 с помощью корелирующего устройства производится по участкам, продеформированным предварительной пластической деформацией роликами 2, сохраняя интервальность деформированных участков. Ролики 10, расположены под углом 90О и смещены по оси на величину технологического интервала предварительной пластической деформации. Охлажденная до закалочной температуры деталь, сохраняя вращательное и поступательное движение, поступает в обкаточные закалочные ролики 1, снабженные осевыми воздушно-водяными форсунками, где подвергается упругой деформации и скоростному закалочному охлаждению за счет водоохлаждаемости роликов 11 и 12, тем самым обеспечивая скорость охлаждения детали 300- 700 ОС/с, до 200 С. упругая деформация в процессе закалки в роликах 11 производится по участкам, продеформированным предварительной пластической деформациейФормула изобретения 1. Способ обработки деталей, включающий холодную пластическую деформациюнагрев, химико-термическую обработку и охпаждение, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьше" ния коробления изделий, производят дополнительную деформацию участков предварительно упрочненных пластической деформацией. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что проводят холодную пластическую деформацию,нагрев со скоростью 1000-4000 фС/с, цементацию, подстуживание до температуры закалки и закалку с наложением дополнительной упругой деформации в процессе подстуживания и закалки.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что проводят холодную пластическую деформацию, нагрев со скоростью 1000-4000 С/с, низкотемпературное азотирование и охлаждение с наложением дополнительной упругой 5 8256роликами 2, сохраняя интенсивностьдеформированных участков.На деталях прямоугольного, квадратного и других сечений возможноосуществление предлагаемого технического решения с небольшой реконструкцией обкаточных роликов и применением для индукционного нагрева вращающихся магнитных полей. Соотношениеплощадей деформированных уачстков 1 Ои замкнутых интервалов между нимидолжно сохраняться в пределе от20:1 до 100:1,П р и м е р 1. Проводят химикотермическую обработку вакуумных валиков двух типоразмеров из стали20 ХГТ. Детали обкатывают роликамис шагом 20 ммпри скорости 50 об/мини усилии 0,8-1,2 т, ролики расположены под углом друг к другу, равным 2690 , и смещены по оси на величинуинтервала, равного 3,2+2,0-0,5 мм.Глубина деформированного слоя 0,350,95 мм, степень пластической деформации 5-157. Затем валики подвергают 25нагреву под цементацию со скоростью10004000 С/с до 950-050 С, Избыточное давление газового карбюратора120180 мм вод.ст, Время цементации90-240 с, глубина цементного слоя с зо1/2 переходной зоны 0,68-0,96 мм.После прохождения деталями индукционного нагревателя, в котором они подвергались химико-термической обработке, валики подвергаются быстромуохлаждению с 950-1050 С до 820-840 Ссо скоростью 80-120 ОС/с путем обкатки водоохлаждаемыми роликами, выполненными и расположенными аналогичнороликам для пластической деформации. 40Усилие на роликах в зависимости отдиаметра обрабатываемой детали и марки стали колеблется в пределах 30120 кг, время охлаждения 1,5-3 с.Затем валики подвергаются быстрому 45охлаждению с 820-840 ОС до 20-180 ОСсо скоростью 300-700 С/с водоохлаждаемыми роликами с осевыми воздушноводяными форсунками, выполненнымии расположенными аналогично роликам 5 Одля пластической деформации. Усилие на роликах 30-.120 кг, давлениеводы в.:воздушно-водяной форсунке3-4 ати, давление воздуха 1,0-1,5 ати,%5П р и м е р 2. Проводят азотирование валиков из стали 38 ХИОА диаметром 1410,05 мм и длиною 2730,5 мм.Предварительная пластическая деформа 57 6 ция и нагрев до температуры азотнрования 52525 С производят аналогично примеру 1. Расход аммиака.в секциях индукционного нагревателя 100- 12 л/мин, время азотирования 2 ф 0,2 мин.Деформирующее усилие на роликах в процессе охлаждения 80-100 кг, скорость охлаждения деталей 150- 200 С/мин. Глубина азотированного слоя 0,2-0,3 мм, твердость слоя НВС 63-64, коробление 0,15.Все операции способа выполняют непрерывно-последовательным способом на установке с горизонтальным расположением поддерживающих и обкатывающиэ устройств с источником нагрева стандартной установкой В 4 Г-100/0066), Производительность установкк 55- 95 мм/с.Использование предлагаемого способа обработки деталей обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества; возможность совместить интенсификацию процессов химико-термической обработки с их бездеформационностью возможность осуществления высокопроизводительных процессов химико-термической обработки непрерывно-последовательным способом и повышение кйества химико-термической и окончательной термической обработки.825651 деформации в процессе азотированияи последующего охлаждения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСоставитель Р. КлыковаРедактор Л, Пчелинская Техред М.Голинка Корректор С. ШомакЗаказ 2 15 49 Тираж 618 ПодписноеВНИИ 1 И Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент , г, Ужгород, ул. Проектная,