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 нагреве детали за счет пропускания через нее электрического тока с одновременным перемещением дорна относительно поверхности отверстия и применении кратковременного электрического тока, через рабочую часть дорна, на обрабатываемую поверхность до температуры закалки, после которого обработанная поверхность имеет темный зеркальный вид и твердую поверхность.

Недостатками данного способа являются: отсутствие возможности формирования кольцевых закаленных участков на поверхности отверстия детали из низкоуглеродистой стали и повышения износостойкости. Технический результат заявленного изобретения: повышение износостойкости поверхности отверстия деталей, изготовленных из низкоуглеродистых сталей.

Указанный технический результат достигается тем, что места формирования упрочняемых кольцевых участков на поверхности отверстия предварительно покрывают науглероживающей пастой.

Способ ЭМД включает в себя предварительную подготовку. Токоподводящие кабели от источника тока подводят к инструменту и к обрабатываемой детали. Обрабатываемое отверстие располагают соосно дорну. На необходимые для повышения твердости кольцевые участки поверхности отверстия детали наносится шприцом углеродосодержащая паста до 1,5 мм, в состав которой входит смазка литол 24 и графит марки А, перемешанные между собой при установленных технологических пропорциях, зависящих от марки стали обрабатываемой детали. Дорн, изготовленный из твердого сплава Т15К6, перемещают от верхней части отверстия к нижней и в кольцевых участках с углеродосодержащей пастой подают ток. На кольцевых участках с углеродосодержащей пастой практически мгновенно происходит разогрев до температуры фазовых превращений металла, осуществляемый за счет пропускания электрического тока через место контакта дорна с кольцевыми участками поверхности отверстия детали плотности j=270 А/мм², и одновременно происходит диффузионное насыщение нагретых кольцевых участков поверхности детали атомарным углеродом из углеродосодержащей пасты.

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…300 А/мм², продолжительность включения тока 2…4 с. 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.

Применение способа электромеханического дорнования с одновременным использованием углеродосодержащей пасты позволяет повысить твердость кольцевых участков поверхности отверстия детали из низкоуглеродистой стали и увеличить износостойкость.

Способ включает перемещение дорна с натягом 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. В процессе обработки на замкнутые кольцевые участки на поверхности отверстия наносят науглероживающую пасту. При этом образуются участки с глубиной упрочнения 0,1…0,15 мм, имеющие высокую твердость 40…47 HRC_э, 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.

Способ электромеханического дорнования, включающий перемещение дорна с натягом вдоль оси отверстия и формирование на поверхности отверстия упрочненных кольцевых участков с различной твердостью при одновременном пропускании электрического тока через место контакта дорна с обрабатываемой поверхностью, отличающийся тем, что места формирования упрочняемых кольцевых участков на поверхности отверстия предварительно покрывают науглероживающей пастой.