SU834159A1 - Способ поверхностного упрочнени МЕТАлличЕСКиХ издЕлий - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

1

Изобретение относитс  к обработке металлов давлением, в частности, к созданию поверхностно-упрочненного сло  на металлических издели х типа тел вращени  с помощью обкатки, выглаживани , дорновани  или виброобработки.

Известен способ упрочнени  поверхностного сло , по которому, увеличива  глубину наклепа, увеличивают и степень наклепа. Увеличени  степени упрочнени  достигают обычно проведением многократного поверхностного деформировани , т.е. увеличением числа проходов -упрочнени  1.

Недостатком известного способа  вл етс  наблюдаемое после трех-четырех проходов  вление перенаклепа, при котором наружный пластически деформированный слой отслаиваетс  от нижних упругодеформированных слоев. Наблюдаетс  также ухудщение шероховатости поверхности, объ сн емое по влением привара, трением при многократном контактировании одних и тех же кристаллических группировок - упрочн емой детали и упрочн ющего инструмента.

Известен способ упрочнени  поверхностного сло  металлических изделий путем многократного поверхностного деформировани  в направлении, противоположном заданному. С помощью технологической операции, заключающейс  в деформировании издели  в направлении, противоположном току, деформаци  в котором вызвала изменение свойств, достигаетс  частичное восстановление механических свойств материала, повышение пластичности или разупрочнени  2.

Существенный недостаток известного сио соба - деформирование всего объема металла . Воздействию деформации подвергаютс  не только поверхностные, но и глубинные слои металла издели . Это св зано с приложением больщих нагрузок, сложностью осуществлени  и регулировани  процесса . Кроме того, сн тие внутренних напр жений и разупрочнение внутренних глубинных слоев Сопровождаетс  разупрочнением и повышением пластичности поверхностных слоев, что в большинстве случаев нежелательно , так как получение упрочненного поверхностного сло  минимальной глубины требуетс  при неизменных, либо восстановленных механических свойствах основного объема материала издели . Цель изобретени  - увеличение степени упрочнени  поверхностного сло  при одновременном разупрочнении и повышении пластичности внутренних слоев металла. Поставленна  цель достигаетс  тем, что усилие деформировани  дифференцируют по проходам на меньшие по величине и направл ют на каждом последующем проходе перпендикул рно к предыдущему с изменением точки приложени  усили  на каждом проходе . Способ примен етс  при изготовлении деталей типа ось на токарных автоматах. Упрочнению подвергают прутковые заготовки из стали 2X13 дл  изготовлени , на токарных автоматах деталей типа ось, содержащей обработанные ( 11-0,12) и необработанные (12-0,43) поверхности. Учитыва  необходимость упрочнени  необрабатываемых поверхностей и услови  резани  на отдельных участках, при которых верщина резца находитс  вне зоны упрочнени  (т.е. глубина резани  больще или равна глубине упрочненного сло  h ), диаметр заготовки принимает Ф 15 мм. Тогда глубина резани  составл ет 1,6 мм, а глубина упрочнени  -1,4 мм. Суммарное усилие сжати  на отдельных проходах упрочнени  определ етс . согласно существующей зависимости hj) т где Ну- глубина упрочн емого сло , мм; PC. - суммарное усилие обжати  на отдельных проходах, кг; - предел текучести деформируемого материала, кг/мм. Дл  стали 2X130 45 кг/мм, тогда 1.4 Отсюда PC 176 кг. Заданное усилие деформировани  раздел ют на три прохода ориентировочно по 58 кг на каждом. Первый проход осуществл етс  двухкратным волочением, на стане те ежечного типа мощностью 7 кВт. Общее утонение прутка составл ет 0,07 мм. Усилие волочени  (Pt 60 кг) определ етс  по мощности в киловаттах, затрачиваемой на деформацию волочени  путем пересчета по формуле Ni Pbv, где N| - мощность, расходуема  на волочение, кВт, определ ема  по разности - полна  мощность в процессе волочени  N минус мощность холостого хода NXX В нащем примере N составл ет 1,2 кВт; V - скорость волочени - в нащем случае V 2 м/с. Итак: Р 6114 i|- 60 кг. Волочение проводитс  через волоку из твердого сплава со смазкой - мыльный порощок. Второй проход осуществл етс  двухкратным обкатыванием прутка в двухроликовом приспособлении на токарном станке модели IE6IM. Скорость обкатки - 12 м/мин. Продольна  подача роликов 0,1 мм/об. Утонение прутков по диаметру составл ет 0,03 мм. Усилие обкатывани  кг определ етс  с помощью механического силомера. Усилие направлено по касательной к поверхности прутка в поперечном сечении. Третий проход (окончательный) осуществл етс  с помощью дробеструйной обработки на установке дл  зачистки лить . Каждый пруток подвергаетс  рассредоточенному динамическому воздействию металлической дроби .в течение двух минут. Определение усили  при дробеструйном упрочнении определ етс , исход  из сравнени  отпечатков , создаваемых дробью и полученных на образце-аналоге материала на прессе с динамометрическим устройством. . Усили  при обработке дробью направлены в радиальном направлении в сторону оси, т.е. в перпендикул рном направлении предыду щему. В результате использовани  предлагаемого способа повыщаетс  степень упрочнени  на 35,5%. Если твердость поверхностного сло , упрочненного только при волочении (как это выполн лось раньще), составл ет Н„ 34, то после упрочнени  по предлагаемому способу она составл ет H/j 44 на глубине 0,2- 0,4 мм. Ниже этого сло  твердость резко снижаетс  до исходной. При твердости исходного материала степень упрочнени  соответственно при упрочнении ограничивающимс  волочением, составл ет 21,4%, а при упрочнении по предлагаемому способу - 57,1%. Твердость измер етс  на косом срезе, выполненном на упрочненном слое. Глубина резани  t 0,45 мм. Подача щпиндельной балки от кулачка составл ет 0,08 мм/об. Скорость резани  - 146 м/мин. Стойкость примен емого твердосплавного резца ВКВ, обеспечивающа  требуемую шероховатость поверхности , увеличиваетс  в 1,4 раза, т.е. вместо 35 мин составл ет 49 мин. Увеличение стойкости резца объ сн етс  перераспределением износа, измер емого по задней поверхности. Так, максимальна  высота площади износа по задней поверхности ,9 мм зафиксирована не у вершины резца, а в месте среза упрочненного поверхностного сло  с максимальной степенью упрочнени . За счет уменьшени  износа от указанного места к вершине стойкость резца повышаетс . Экспериментальные исследовани  свидетельствуют об увеличении износостойкости деталей по необрабатываемым упрочненным местам ориентировочно на 35%. Предлагаемый способ обеспечивает повышение усталостной стойкости тонкостенных и тонких деталей; упрочнение поверхности при полном сохранении размерной точности и геометрической формы; упрочнение деталей из м гких металлов, а также покрытых слоем м гких металлов, например омедненных; увеличение производительности- процессов деформировани  за счет увеличени  скорости деформировани  и, соответственно , уменьшени  усилий деформировани ; повышение эффективности резани  с опережающим пластическим деформированием при минимальной глубине резани  вне сло  упрочнени  (работы резани  уменьшаютс  в среднем на 20%); применение локального изменени  упрочнени  поверхностного сло .

Claims (2)

1.Родзевич П. И. и др. Упрочнение деталей металлургического оборудовани . М., 1963, с. 295-296.

2.Авторское свидетельство СССР № 443921, кл. С 21 D 7/10, 1972.