СПОСОБ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ДОРНОВАНИЯ Российский патент 2016 года по МПК B23D43/00 

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к методам поверхностного упрочнения отверстий деталей, изготовленных из низкоуглеродистых сталей.

Известен способ электромеханического дорнования (ЭМД) [Патент RU 2457083. Способ электромеханического дорнования. Опубл. 27.07.2012], заключающийся в перемещение дорна вдоль оси отверстия и формирование на поверхности отверстия упрочненных кольцевых участков с различной твердостью путем нагрева упомянутых кольцевых участков до температуры закалки кратковременным пропусканием электрического тока через место контакта дорна с поверхностью отверстия.

Недостатками данного способа являются: отсутствие возможности формирования кольцевых закаленных участков на поверхности отверстия деталей, изготовленной из низкоуглеродистой стали, и повышения их износостойкости, а также значительное усилие, необходимое на протягивание дорна через обрабатываемое отверстие.

Технический результат заявленного изобретения - повышение износостойкости поверхностей отверстий деталей, изготовленных из низкоуглеродистых сталей, за счет регулирования соотношения площадей различной твердости, уменьшение силы трения в зоне контакта дорна с поверхностью отверстия детали.

Указанный технический результат достигается тем, что поверхность отверстия детали покрывают науглероживающей пастой.

Способ ЭМД осуществляется следующим образом. Предварительно токоподводящие кабели от источника тока подводят к дорну и к обрабатываемой детали. На поверхность отверстия детали, изготовленной из низкоуглеродистой стали, наносят науглероживающую пасту толщиной 0,4…0,6 мм, состоящую из литола 24 и графита марки А, перемешанных между собой при установленных технологических пропорциях, зависящих от марки стали обрабатываемой детали и требований к физико-механическим свойствам обрабатываемой поверхности. Обрабатываемое отверстие детали располагают соосно дорну. Дорн, изготовленный из твердого сплава Т15К6, перемещают от верхней части отверстия к нижней с натягом i=0,1 мм для обеспечения надежности контакта и периодически пропускают ток плотностью j=270…300 А/мм² через место контакта дорна с обрабатываемой поверхностью отверстия. Во время подачи тока происходит одновременно нагрев участков поверхности отверстия детали до температур фазовых превращений и диффузионное насыщение данных участков атомарным углеродом из углеродосодержащей пасты, а также снижение силы трения между дорном и обрабатываемой поверхностью за счет использования науглероживающей пасты, состоящей из антифрикционных компонентов.

В процессе обработки, в зоне контакта дорна с поверхностью отверстия детали снижается сила трения за счет углеродосодержащей пасты и на поверхности отверстия детали образуются замкнутые кольцевые участки с глубиной упрочнения 0,1…0,15 мм, имеющие высокую твердость 40…47 HR-Сэ, чередующиеся с такими же участками, имеющими твердость, в несколько раз меньшую, которые в процессе эксплуатации изнашиваются, образуя каналы для удержания смазки, вследствие чего повышается износостойкость и увеличивается срок эксплуатации детали.

В условиях кафедры «Материаловедение и технология машиностроения» Ульяновской ГСХА им. П.А. Столыпина предлагаемым способом обработаны коромысла газораспределительного механизма двигателя КамАЗ 740.11-240, изготовленные из кованой стали, и стальные втулки турбокомпрессора ТКР-11 дизельных двигателей на следующих режимах: скорость обработки 60 мм/мин, натяг 0,1 мм, плотность тока 280 А/мм². В результате рентгеноструктурного анализа на упрочненных кольцевых участках поверхности отверстия образцов была выявлена концентрация углерода до 0,65%. Глубина закаленных кольцевых участков составила до 0,16 мм. Таким образом, на всех образцах, обработанных по предлагаемому способу, на кольцевых участках поверхности отверстия детали образуется науглероженная термически упрочненная структура.

Способ включает перемещение дорна вдоль оси отверстия и формирования на поверхности отверстия упрочненных кольцевых участков с различной твердостью путем нагрева упомянутых кольцевых участков до температуры закалки кратковременным пропусканием электрического тока через место контакта дорна с поверхностью отверстия. Для повышения износостойкости предварительно поверхность отверстия покрывают науглероживающей пастой.

.

Способ электромеханического дорнования, включающий перемещение дорна вдоль оси отверстия и формирование на поверхности отверстия упрочненных кольцевых участков с различной твердостью путем нагрева упомянутых кольцевых участков до температуры закалки кратковременным пропусканием электрического тока через место контакта дорна с поверхностью отверстия, отличающийся тем, что поверхность отверстия предварительно покрывают науглероживающей пастой.