SU1135778A1 - Способ изготовлени т желонагруженных шестерен - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ ШЕСТЕРЕН, включающий гор чее деформированиеу охлаждение, предварительную механическую обработку путем формообразовани  зуба и шлифовани , термическую обработку, окончательную механическую обработку, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  долговечности деталей и улучшени  их обрабатываемости, формообразование зуба осуществл ют в процессе гор чей деформации с окончанием ее при 900-740с, затем .провод т охлаждение со скоростью 500i50°C/c до 680-500°С.

Description

ZfS

сл

X Изобретение относитс  к металлургии , в частности к способу изготовлени  т желонагруженных деталей, и может быть использовано при изготов лении машин и механизмов, например зубчатых колес, работающих в услови х знакопеременных нагрузок, больших удельных давлений и повьшенного износа. . Известен способ изготовлени  т же лонагруженных деталей, например зубчатых колес, заключающийс  в том, что, с целью повьш1ени  долговечности деталей в химический состав стали ввод т микролегирующие элементы, а регулируемую прокатку ведут до 980 С далее идет медленное охлаждение со скоростью 200°С/ч t . Недостатком данного способа  вл етс  использование дефицитных легирующих элементов и пониженна  обраба тьюаемость резанием. Известен способ обработки деталей преимущественно поршневых пальцев, включакиций пластическую деформацию, стабилизирукмщй -отпуск и химико-термическую обработку, который направлен на ускорение процесса химикотермической обработки и улучшени  свойств детали L2J Недостатком известного способа  в л етс  то, что из-за малой массы изготавливаемых деталей невозможно регулировать скорость охлаждени , что в свою очередь не обеспечивает удо-. влетворительной дальнейшей обрабатываемости и долговечности издели . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ изготовлени  шестерен, заключаи цийс  в гор чем деформировании с большим припуском на механическую обработку, ме ленном охлаждений со скоростью 50- .0 300°С/ч, последующей предварительной термической обработке по режиму: нор мализаци  при 930-95СРс в течение 3-х ч охлаждение на воздухе, высокий отпуск при 660-680°С в течение 10 ч или отжиг в зависимости от химическо го состава стали, предварительной механической обработке и последующей термической обработке: цементации или нитроцементации с последующей закалкой и низким отпуском. Окончательна  механическа  обработка заклю чаетс  в пшифовке или хонинговании |з Однако известный способ изготовлени  т желонагруженных деталей не обеспечивает требуемой долговечности и, кроме этого, при проведении механической обработки имеет место поБьш1енный износ инструмента. Цель изобретени  - увеличение долговечности деталей и улучшение их обрабатываемости. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу изготовлени  Т желонагруженных шестерен, включающему гор чее деформирование, охлаждение , предварительную механическую обработку путем формообразовани  зуба и щ;гифовани , термическую обработку, окончательную механическую обработку, формообразование зуба осуществл ют в процессе гор чей деформации с окончанием ее при 900-740 0, затем провод т охлаждение со скоростью 500-50 С/с до 680-500с. Способ осуществл ют следующим образом . Заготовку подвергают гор чему деформированию с приданием заготовке окончательного размера с минимальным припуском на механическую обработку. Гор чую деформацию необходимо завершить при 900-740 С в зависимости от химического состава сталей. Окончание деформации при температурах выше 90(fc приводит к рекристаллизации аустенита и быстрому росту величин - аустенитного зерна, котора  полностью снимает эффект увеличени  долговечности деталей . Деформаци  при температурах ниже 740 С вызывает образование на поверхности деталей микротрещин. Затем провод т быстрое охлаждение заготовки до 680-500°С со скоростью 500-50 с/с с последующим медленньш охлаждением. Под гор чим деформированием понимаетс  штамповка заготовок с зубь ми , накатка зубчатых колес, поперечно-клинова  прокатка, штамповка в закрытых штампах, которые позвол ют получить детали с размерами, близкими к окончательным Последующей предварительной механической обработкой может быть шлифование или фрезерование в зависимости от формы и размеров деталей. Термообработку деталей ведут в зависимости от химического состава стали. Окончательна  механическа  обработка заключаетс  в хонинговании посадочных мест или шлифовании профил  зуба. За счет гор чей деформации и интенсивного контролируемого охлаждени  со скоростью 500-50°С/с (в зависимости от химического состава стали средн   площадь зерна уменьшаетс  с 4000 до I25 мкм в структуре деформи рованного сло , твердость в этой зоне колеблетс  от 48 до 24 ед. HRC в зависимости от содержани  углерода в стали. В зависимости от удельных давлений, например, на шестерн х ко ленчатого вала и редукторов достаточно провести шлифовку зуба и деталь будет отличатьс  высокой работоспособностью в узле. На шестерн х коробки перемены передач и заднего моста легковых и грузовых автомобиле после прокатки и охлаждени  со скоростью 500-50°С/с до 680-500°С необходимо проводить химико-термическую обработку и шлифовку (хонингование ). Шестерни, изготовленные предлагаемым способом, отличаютс  повышенной долговечностью и контактной выносливостью. Увеличение скорости охлаждени  более 500°С/с приводит к образованию мартенсита и, как следствие, к большим деформаци мо Снижение скорости охлаждени  ме нее приводит к образованию разнозернистой структуры, котора  п окончательной термической обработке создает повьш1енную деформацию. Дл  обеспечени  стабильного повьш1ени  долговечности деталей целесообразно вести охлаждение со следующими скорост ми: дл  малоуглеродистых и низколегированных сталей 500-300°С/с; дл  среднеуглеродистых и низколегированных сталей 300-150 С/с; дл  высокоуглеродистых и легированных сталей 150-50°С/с, П р и мер. Провод т изготовление шестерней из стали 25ХГТ по пред лагаемому и по известному способам. Гор чекатаные заготовки шестерен подвергают нагреву ТВЧ до 1280 С, штамповке и гор чей накатке зубьев температурой поверхности поковки 880 С, после чего детали охлаждают в водовоздушной среде со скоростью до 550с с дальнейшим охлаждением ка воздухе. Затем провод т шлифовку зубьев шестерен со сн тием поверхностного сло  толщиной 0,5 мм. Износ шлифовального круга после шлифовки зубьев составл ет 0,01 мм. После .этого провод т нитроцементацию на глубину 0,7 мм с последующей закалкой в гор чее масло (150 С) и низким от- . пуском при I70 С в течение 1,5 ч. Твердость поверхности шестерен 59HRC. Окончательна  механическа  обработка- шлифовка внутренней поверхности. Провод т изготовление шестерен по известному способу. Гор чекатаные заготовки подвергают нагреву до 1280 С, штамповке с температурой ее окончани  1180 С, медленному охлаждению и предварительной термической обработке нормализации с нагревом до 940 С и охлаждением на воздухе. Предварительна  механическа  обработка состоит из токарной обработки, нарезани  зубьев и их хонинговани . Износ шлифовального круга составл ет 0,03 мм. Нитроцементацию провод т на глубину 0,7 мм с последующей закалкой в масло (150 С) и низким отпуском (170 ) в течение 1,5 ч. Твердость поверхности шестерен 59 НЕС. Окончательна  механическа  обработка - шлифовка посадочных поверхностей . Провод т сравнительные испытани  после изготовлени  шестерен по известному и предлагаемому способам. Результаты испытаний зубьев шестерен наусталостную прочность издели  130-1701051 приведены в таблице. Как видно из таблицы, усталостна  прочность шестерен, изготовленных по предлагаемому способу, на 70% выше, чем по известному. Ожидаемый экономический эффект от внедрени  предлагаемого способа при годовом объеме производства 18385 шестерен составит 210,5 тыс.руб. Деталь Число циклов до разрушени 

известному по способу

предлагаемому при нагрузке 6000 кгс

22500 18700 27100 24000, 19100 27600

23166

40100 37200 31300 39700 32000 28000

39400

Claims (1)

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ ШЕСТЕРЕН, включающий горячее деформирование, охлаждение, предварительную механическую обработку путем формообразования зуба и шлифования, термическую обработку, окончательную механическую обработку, отличающийся тем, что, с целью увеличения долговечности деталей и улучшения их обрабатываемости, формообразование зуба осуществляют в процессе горячей деформации с окончанием ее при 900-740°С, затем проводят охлаждение со скоростью 500i50°C/c до 680-500°С.

   1 1135778