RU2777830C1 - Способ получения резьбовых сегментов сборной быстросъемной гайки резьбового соединения устройства для балансировки автомобильных колес - Google Patents
Способ получения резьбовых сегментов сборной быстросъемной гайки резьбового соединения устройства для балансировки автомобильных колес Download PDFInfo
- Publication number
- RU2777830C1 RU2777830C1 RU2021137964A RU2021137964A RU2777830C1 RU 2777830 C1 RU2777830 C1 RU 2777830C1 RU 2021137964 A RU2021137964 A RU 2021137964A RU 2021137964 A RU2021137964 A RU 2021137964A RU 2777830 C1 RU2777830 C1 RU 2777830C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- threaded
- segments
- threaded segments
- protective
- thickness
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003628 erosive Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching Effects 0.000 description 3
- 102220375185 PSMD13 C21D Human genes 0.000 description 2
- 210000002381 Plasma Anatomy 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N Calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Inorganic materials [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing Effects 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к способу получения резьбовых сегментов сборной быстросъемной гайки резьбового соединения устройства для балансировки автомобильных колес. Способ включает проведение объемной закалки и отпуска кольцевой заготовки резьбовых сегментов и ионно-плазменное азотирование поверхности резьбовых сегментов, при этом упомянутую заготовку резьбовых сегментов закаливают с получением объемной твердости в диапазоне 25-30 HRC, далее проводят чистовую окончательную высокоточную механическую обработку подвергнутой закалке и отпуску заготовки с получением резьбовых сегментов и осуществляют ионно-плазменное азотирование резьбовых сегментов до получения защитного азотированного покрытия толщиной, равной половине толщины защитного азотированного покрытия стального резьбового вала указанного резьбового соединения, и твердостью в диапазоне 55-65 HRC, а упомянутая толщина защитного азотированного покрытия стального резьбового вала составляет 0,3-0,4 мм. Техническим результатом является повышение срока службы резьбовых сегментов сборной быстросъемной гайки в условиях эрозии и коррозии.
Description
Способ относится к области высокоточной обработки деталей из легированных сталей и формированию на них специальных защитных покрытий. Может быть использован в машиностроении и других областях промышленности для обработки широкого ассортимента деталей машин и инструмента, изготовленных из легированных сталей.
Одним из основных показателей качества балансировочных станков и их составляющих является их надежность. Наиболее распространенной причиной отказов составляющих балансировочных станков признана не поломка, а износ и повреждение рабочих поверхностей в процессе эксплуатации их деталей и рабочих органов. Как правило, все разрушения деталей начинаются с разрушения их поверхностей.
Применение упрочняющих и защитных покрытий существенно повышает качество продукции в машиностроении, обеспечивает надежную работу узлов и деталей в тяжелых условиях эксплуатации оборудования, позволяет снизить материальные и энергетические затраты на эксплуатацию машин, уменьшить расход дорогостоящих конструкционных материалов.
Известен способ изготовления деталей из конструкционных сталей [1], включающий черновую механическую обработку, стабилизирующий отпуск, окончательную механическую обработку и двухступенчатое газовое азотирование с выдержкой в атмосфере аммиака сначала при температуре 510-515°С, затем при 540-545°С и последующее охлаждение. Окончательную механическую обработку проводят путем двухкратной чистовой механической обработки с промежуточным и окончательным отпуском в селитровой ванне при температуре 520-540°С в течение 0,25-0,5 ч, а двухступенчатое газовое азотирование деталей проводят в постоянном магнитном поле напряженностью 100-150 Э в течение 1-2 ч с последующим охлаждением со скоростью 20-30°С/мин.
Такой способ позволяет повысить твердость и износостойкость обработанных поверхностей, а также несколько снизить деформацию деталей при обработке. Недостатком способа-аналога является то, что при обработке таким способом происходят деформации длинномерной детали, требующие последующей механической обработки - правки и хонингования, что значительно ухудшает качество азотированного слоя.
Известен способ азотирования в плазме тлеющего разряда (патент РФ №2409700, кл. С23С 8/36, С23С 8/24, C21D 9/22, 20.01.2006), включающий азотирование в тлеющем разряде, для осуществления которого проводят вакуумный нагрев изделий в плазме азота повышенной плотности и закалку, плазму азота повышенной плотности формируют в кольцевой области вращения электронов, захваченных магнитным полем, силовые линии которого параллельны обрабатываемой поверхности, при этом электронное облако максимально локализовано у детали-катода.
Главным недостатком данного аналога является сложность его реализации и то, что с увеличением габаритов детали требуется увеличение размеров магнитной системы для получения достаточной индуктивности, что не всегда возможно.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ азотирования деталей узлов трения скольжения с получением наноструктурированного приповерхностного слоя [3], включающий предварительную термообработку и последующее азотирование деталей, причем в нем согласно изобретению в качестве предварительной термообработки используют закалку при температуре 920-940°С, последующий высокий отпуск с нагревом до 600-650°С в течение 2-10 часов и удаление обезуглероженного слоя, затем проводят ионно-плазменное азотирование в диапазоне температур 500-570°С при напряжении на катоде 300-320 В, плотности тока 0,20-0,23 мА/см2, при использовании в качестве газовой среды аммиака со степенью диссоциации от нуля до 80%, расходе аммиака до 20 дм3/ч, давлении в камере при катодном распылении 1,3-1,35 Па, при насыщении 5-8 ГПа, при этом азотирование проводят в режиме циклического изменения температуры и степени диссоциации аммиака, при этом в первой половине цикла температура составляет 570°С при максимальном азотном потенциале, а во второй половине цикла температуру снижают до 500°С, при этом азотный потенциал снижают за счет увеличения степени диссоциации аммиака до 40-80%, при этом число упомянутых циклов должно быть не менее 10.
Недостатком способа-прототипа являются сложность реализации технологического процесса и невысокие функциональные возможности.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является расширение функциональных возможностей, обусловленных повышением прочностных характеристик поверхностей, контактной долговечности и износостойкости стальных деталей.
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения резьбовых сегментов сборной быстросъемной гайки резьбового соединения устройства для балансировки автомобильных колес, включающем проведение объемной закалки и отпуска кольцевой заготовки резьбовых сегментов и ионно-плазменное азотирование поверхности резьбовых сегментов, согласно изобретению упомянутую заготовку резьбовых сегментов закаливают с получением объемной твердости в диапазоне 25-30 HRC, далее проводят чистовую окончательную высокоточную механическую обработку подвергнутой закалке и отпуску заготовки с получением резьбовых сегментов и осуществляют ионно-плазменное азотирование резьбовых сегментов до получения защитного азотированного покрытия толщиной, равной половине толщины защитного азотированного покрытия стального резьбового вала указанного резьбового соединения, и твердостью в диапазоне 55-65 HRC, при этом упомянутая толщина защитного азотированного покрытия стального резьбового вала составляет 0,3-0,4 мм.
Достигаемым техническим результатом является повышение срока службы покрытия в условиях эрозии и коррозии.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Стальную заготовку, имеющую форму кольца, подвергают закалке с получением объемной твердости заготовки резьбовых сегментов в диапазоне 25-30 HRC и последующему отпуску. Далее проводят чистовую окончательную высокоточную механическую обработку заготовки после термообработки. При высокоточной механической обработке, на ней в том числе, нарезается внутренняя резьба, а в последующем, заготовка разрезается на два резьбовых сегмента (фрезерная операция на станке с ЧПУ). После этого осуществляют ионно-плазменное азотирование резьбовых сегментов до получения защитного азотированного покрытия толщиной, равной половине толщины защитного азотированного покрытия стального резьбового вала указанного резьбового соединения, и твердостью в диапазоне 55-65 HRC, при этом упомянутая толщина защитного азотированного покрытия стального резьбового вала составляет 0,3-0,4 мм.
Сборная конструкция быстросъемной гайки имеет два резьбовых сегмента. В рабочем состоянии, для фиксации колеса при проведении балансировки на устройстве для балансировки автомобильных колес, внутренняя резьба резьбовых сегментов находится в непосредственном взаимодействии с наружной резьбой резьбового вала, усилие затяжки колеса производится вращением (доворотом) быстросъемной гайки до упора.
Для расфиксации колеса после проведения балансировки, быстросъемную гайку частично откручивают для снятия усилия в резьбовом соединении с резьбовым валом, а затем резьбовые сегменты шарнирно разводятся для быстрого снятия с резьбового вала, при этом витки внутренней резьбы резьбовых сегментов выходят из зацепления с наружной резьбой резьбового вала и быстросъемная гайка может быть снята без вращения.
Режимы термообработки:
- закалка - нагрев до температуры 870°С и выдержка в течение 1 часа на этой температуре, с охлаждением в воде температурой 20…30°С. Твердость после закалки HRC47…53.
- отпуск - нагрев до температуры 600°С и выдержка в течение 1,5 часов на этой температуре, с охлаждением в воде температурой 20…30°С. Твердость после отпуска HRC25…30.
Для получения различной объемной твердости на всю глубину заготовки резьбовых сегментов закаливают получая объемную твердость кольцевой заготовки резьбовых сегментов в диапазоне 25…30 HRc. На высокоточных станках с ЧПУ осуществляется чистовая, окончательная (высокоточная) механическая обработка закаленных заготовок сегментов.
Уже готовые точные детали сегментов подвергаются ионно-плазменному азотированию. Ионно-плазменное азотирование резьбовых сегментов проводят до получения покрытия толщиной, равной половине толщины покрытия резьбового вала и твердости, в диапазоне 55…65 HRc. Далее собирается сборная конструкция быстросъемной гайки, которая работает в паре с резьбовым валом.
Более высокая объемная твердость резьбового вала, в сравнении с твердостью резьбовых сегментов, а также увеличенная толщина слоя на резьбовом валу, в сравнении с толщиной слоя на резьбовых сегментах обеспечивает более высокую жесткость витков резьбового соединения на вале, а жесткость витков на резьбовых сегментах имеет возможность упругой деформации под профиль резьбы вала при высоких нагрузках во время зажима автомобильного колеса на резьбовом вале балансировочного устройства.
Ионно-плазменное азотирование резьбового вала проводится при рабочей температуре в диапазоне 530…540 градусов по Цельсию. При этом в результате азотирования создается нанокомпозитный поверхностный слой высокой твердости, без изменения геометрических размеров деталей.
Источники информации
1. Патент на изобретение RU 2250273, МПК7 С23С 8/26, опубл. 12.20.2002
2. Патент на изобретение РФ №2409700, кл. С23С 8/36, С23С 8/24, C21D 9/22, опубл. 20.01.2006
3. Патент на изобретение RU №2522872 МПК С23С 8/36, опубл. 20.07.2014
Claims (1)
- Способ получения резьбовых сегментов сборной быстросъемной гайки резьбового соединения устройства для балансировки автомобильных колес, включающий проведение объемной закалки и отпуска кольцевой заготовки резьбовых сегментов и ионно-плазменное азотирование поверхности резьбовых сегментов, отличающийся тем, что упомянутую заготовку резьбовых сегментов закаливают с получением объемной твердости в диапазоне 25-30 HRC, далее проводят чистовую окончательную высокоточную механическую обработку подвергнутой закалке и отпуску заготовки с получением резьбовых сегментов и осуществляют ионно-плазменное азотирование резьбовых сегментов до получения защитного азотированного покрытия толщиной, равной половине толщины защитного азотированного покрытия стального резьбового вала указанного резьбового соединения, и твердостью в диапазоне 55-65 HRC, при этом упомянутая толщина защитного азотированного покрытия стального резьбового вала составляет 0,3-0,4 мм.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2777830C1 true RU2777830C1 (ru) | 2022-08-11 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000120639A (ja) * | 1998-10-16 | 2000-04-25 | Tanaka:Kk | 航空機用耐熱鋼製ねじ部品 |
| RU2250273C2 (ru) * | 2001-01-09 | 2005-04-20 | Кибальникова Ольга Викторовна | Способ изготовления деталей из конструкционных сталей |
| RU2409700C1 (ru) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ азотирования в плазме тлеющего разряда |
| JP2011256412A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Tanaka:Kk | ステンレス鋼製ねじ |
| RU2522872C2 (ru) * | 2012-06-13 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ азотирования деталей машин с получением наноструктурированного приповерхностного слоя и состав слоя |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000120639A (ja) * | 1998-10-16 | 2000-04-25 | Tanaka:Kk | 航空機用耐熱鋼製ねじ部品 |
| RU2250273C2 (ru) * | 2001-01-09 | 2005-04-20 | Кибальникова Ольга Викторовна | Способ изготовления деталей из конструкционных сталей |
| RU2409700C1 (ru) * | 2009-06-30 | 2011-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ азотирования в плазме тлеющего разряда |
| JP2011256412A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Tanaka:Kk | ステンレス鋼製ねじ |
| RU2522872C2 (ru) * | 2012-06-13 | 2014-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) | Способ азотирования деталей машин с получением наноструктурированного приповерхностного слоя и состав слоя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1359351B1 (en) | Piston ring and method of producing the same | |
| WO2014196614A1 (ja) | ピストンリング及びその素材並びにそれらの製造方法 | |
| CN102877070A (zh) | 钢制模具的表面复合处理方法 | |
| CN111690794B (zh) | 一种工程机械终传动齿轮的制备方法 | |
| CN111485070B (zh) | 一种减摩耐磨齿轮零件的制备工艺 | |
| CN110052779B (zh) | 轴类零件高性能表面复合强化方法 | |
| JP6312988B2 (ja) | 大型ピストンリングの製造方法、大型ピストンリング素材、及び大型ピストンリング。 | |
| CN110468259B (zh) | 一种抗磨液压泵零件的制备方法 | |
| CN110616401B (zh) | 一种耐磨液压泵零件的制备方法 | |
| JP2014237152A5 (ru) | ||
| Cheng et al. | Research status of the influence of machining processes and surface modification technology on the surface integrity of bearing steel materials | |
| RU2777830C1 (ru) | Способ получения резьбовых сегментов сборной быстросъемной гайки резьбового соединения устройства для балансировки автомобильных колес | |
| RU2419676C1 (ru) | Способ ионно-вакуумного азотирования длинномерной стальной детали в тлеющем разряде | |
| CN110484696B (zh) | 一种减摩抗磨液压泵零件的制备方法 | |
| RU2763467C1 (ru) | Способ формирования защитного покрытия на поверхности стального резьбового вала резьбового соединения устройства для балансировки автомобильных колес | |
| CN101700613A (zh) | 一种汽车双节驱动桥隔圈的加工工艺 | |
| RU2398668C2 (ru) | Способ ремонта гидрораспределителей | |
| US9915335B2 (en) | Method for treating a component such as a gearwheel | |
| CN110656301B (zh) | 一种高速钢刀具可控渗氮-pvd复合涂层制备方法 | |
| EP2134879B1 (en) | Method for producing a crankshaft, in particular for diesel engines | |
| CN110405429A (zh) | 一种齿轮加工工艺 | |
| CN112760477A (zh) | 一种rv减速器偏心轴的高精度表面复合强化方法 | |
| CN111254393A (zh) | 一种耐磨推土机传动轴零件的制备方法 | |
| CN117051355B (zh) | 一种低温离子渗氮技术及其应用 | |
| RU2766388C1 (ru) | Способ обработки поверхности на стальных деталях |