Способ упрочнения изделий Советский патент 1984 года по МПК C21D9/28 C21D1/78 

оэ

о

О5

СО Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке валов электродвигателей для рубанков, пил, перфораторов, молотков, применяемых в строительстве для ст гания и распиловки древесины и бур ния твердых пород гранита, бетона и кирпичной кладки. Известны способы термообработки нагруженных валов из стали марок 40Х, 40ХН, 40ХНМ, заключающиеся в упрочнении зубчатого венца вала объемной закалкой или закалкой с нагревом ТВЧ ГИНедостатки указанных способов значительные деформации и низкая твердость (45-52 HRC) зубьев, что приводит к быстрому износу зубьев валов с Известен способ упрочнений изде лий, включающий выдержку в нитроце ментирукяцей газовой среде при 860,Q1Q°C с изменением углеродного потенциала в процессе выдержки и закалку в масло С23„ Недостатком этого способа является то, что в результате закалки с высокой температуры происходит деформация валов (биение шеек вало 0,3-0,5 мм). Высокая твердость серд цевины (46-52 HRC) валов не позволяет произвести их рихтовку. Для , проведения процесса рихтовки валы необходимо подвергать дополнительному отпуску. Кроме того, из-за высокой твердости сердцевины зубья валов скалываются в процессе эксплуатации , Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки изделий, включающий ступенчатую нитроцементацию путем выдержки при 840-850с и 780°С с непосредственной закалкой и отпуск 3 Проведенные эксперименты показали, что коробление валов после нитро цементации с подстуживанием перед закалкой до температуры 780-800°С ниже, чем после закалки с температуры насыщения 840-850°С, и тем не менее биение шеек валов составляет 0,2-0,4 мм. При этом твердост поверхности 88-91 HR15H, а сердцевины - 45-50 НЕС с Высокая твердость рердцевины не позволяет производить правку валов В процессе эксплуатации зубья скалываются из-за твердос ти сердцевины Целью изобретения является сниже ние деформации и повышение эксплуатационной стойкости валов путем по луч.ения заданного распределения тве дости по сечению. Поставленная цель достигается темд что согласно способу упрочнени изделий, преимущественно валов,- вкл чающему нитроцементацию в газовой среде вначале с выдержкой при 84085О с, затем с вьще.ржкой в процессе подстуживания при т-емпературе выше Ас с непосредственной закалкой с этой температуры, выдержку в процессе подстуживания производят при температуре Дс + 10°С, при этом углеродный потенциал в процессе вьщержки при 840-850°С поддерживают равным 1,0-1,2, в процессе подстуживания 0,6-0,9, в процессе последующей выдержки 1,2-1,3. Обработка п9 предложенному способу позволяет получить минимальное коробление валов. Правка валов не требуется, но в случае необходимости, они легко поддаются правке, так как твердость сердцевины 2836 HRC (для стали 40Х). Высокая твердость поверхности (88-90HR15K) и сердцевины (28-36 HRC) придают валам жесткость,, достаточную для предотвращения искривления их в процессе эксплуатации Проведение ступенчатой нитроцементации с подстуживанием перед закалкой до тем- пературы ниже Ас приводит к значительному снижению твердости сердцевины ниже 20HRC (для стали 40Х).Это вызывает искривление валов в процессе эксплуатации и преждевременный износ зубьев зубчатого венца. В предложенном способе для сокращения длительности процесса нитроцементации нагрев до 840-8SO°C и выдержка при этой температуре осуществляется в атмосфере с повышенным углеродным потенциалом 1,0-1,2. При подстуживании до т.емпературы Ас + 10°С снижается углеродный потенциал атмосферы до 0,6-0,9 для уменьшения насыщения диффузионного слоя углеродом до оптимального содержания. Повышение углеродного потенциала атмосферы до 1,2-1,3 при выдержке при температуре Ас + в течение 5-10 мин необходимо для получения на поверхности сплошного тонкого слоя после закалки карбонитрида, обладающего высокой износостойкостью. Способ осуществляют следующим образом. Обработка валов электродвигателей из стали 40Х для пилы ИЭ5107 и пилы ИЭ5102В в печи Ц-75. Валы, установленные вертикально в гнезда приспособления, загружают в печь, подвергают нагреву до 84О-850°С и выдерживают в течение 60 мин в атмосфере, получаемой в результате пиролиза триэтаноламина. В печь подается 100-110 капель в мин триэтаноламина. Затем температуру в печи сйижают до 740°С + с одновременным снижением подачи триэтаноламина в печь до 50-60 капель в мин. При достижении.температуры

3 10670634

+ увеличивают подачуВалы электродвигателей для ручтриэтаноламина в печь до 100-120 ка-них машин раньше других деталей

пель в мин, выдерживают 5-10 минвыходят из строя вследствие износа

и закаливают в масле.зубчатого венца, поэтому их долгоПосле закалки валов на поверх- работы машины. Способ нитроцементаности формируется диффузионный слойции, обеспечивающий получение на поглубиной 0,15-0,2 мм. Структураверхности карбонитрида, по сравнеслоя состоит из мартенсита и карбо-нию с базовым способом, проводящимнитрида. Твердость поверхности слояся при 820-870°С, позволяет значи88-- 90 HR15K, сердцевины тельно повысить износостойкость эуб36HRC. Биение шеек вал-а менеечатого венца вала. Ресурс машины

0,1 Лм,увеличивается более чем на 10%. вечность зачастую определяет ресурс

СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно валов, включающий нитроцементацию в газовой среде вначале с выдержкой при 840-850 С, затем с вьщержкой в процессе подстуживания при температуре выше Ас , с непосредственной закалкой с зтой температуры, о т. л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения деформации и повышения эксплуатационной стойкости валов путем получения заданного распределения твердости по сечению, вьадержку в процессе подстуживания производят при температуре АС + 10°С, при этом углеродный потенциал в процессе выдержки при 840-850 С поддерживают равным 1,0-1,2, в процессе подстужива(Л ния 0,6-0,9, в процессе последующей выдержки 1,2-1,3.