Способ упрочнения стальных изделий Советский патент 1988 года по МПК C21D7/06 

(

-)

Изобретение относится к деформационной обработке стали, конкретно к пластическому поверхностному деформированию изделий с помощью ультразву ка.

Цель изобретения - повышение производительности процесса и увеличение эксплуатационной стойкости:валков путем повышения микротвердости их шеек.

На фиг. 1 представлена схема реализации спосрба| на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - кривая зависимости относительной микротвердости от расстояния между торцом концент- ратора и обрабатываемой поверхностью по нормали.На схеме показаны изделие 1, обрабатываемая поверхность 2, стальные пирики 3, рабочая камера 4, торец 5 ступенчатого концентратора, магнито- стрикционный преобразователь 6 и датчик 7 контроля амплитуды смещения.

Способ осуществляется следующим образом.

Изделие 1 вращают вокруг своей оси со скоростью 1-3 об./мин5 а обработка рабочей поверхности 2 ведется стальными шариками 3 диаметром 2-А мм находящимися в рабочей камере 4. Ки- нетическую энергию им сообщает ступенчатый концентратор, свободный торец 5 которого имеет криволинейную поверхность, подобную обрабатываемой.

Ступенчатый концентратор, соединен ный с магнитострикционным п реобразова телем 6, перемещают вдоль обрабатьгеа- емой поверхности, его свободный торец расположен от обрабатываемой поверхности на расстоянии рассчитанном по нормали:

3,

(ll ,4-16,0) . М7Щ

Амплитуда смещения торца концент- ратора 5 50-100 мкм. Контроль амплитуды смещения проводится электромагнитным датчиком 7. Коэффициенты восстановления ступенчатого титанового концентратора и материала заготов- КИ М;, и М соответственно 0,96 и 0,94. Микротвердость до обработки Hju, микротвердость после обработки

JU V

Пример. Диаметр шариков равен 3,0 мм, ,6 см. Величина относительной микротвердости заготовки ,94.

,.

Q

|5

20

25

ЗО

, дд

45 gg

55

П р и м е р 2. ,0 мм, ,1 см, .o-N94.

П р и м е р 3. ,0 мм, 3-1,8 см, Н(/Н,1,„-2,26.

П р и м е р 4. ,0 мм; ,0 см,

5.

П р и м е р 5. ,0 мм, ,5 см, (U«-1.5.

Из фиг, 3 следует, что на,ибольший прирост микротвердости происходит при расположении торца концентратора от обрабатываемой поверхности на расстоянии Sg„т, l,8 СМ, определяемом по нормали. При обработке поверхности изделия без регламентированного расстояния по известному способу, величина относительной микротвердости составляет 1,8.

Время обработки изделия предлагаемым способом по сравнению с известным : сокращается, а производительность процесса возрастает в 2-3 раза. Кроме того, повьщгение микротвердости шейки приводит к увеличению эксплуатационного срока службы валка в 1,3-1,5 раза, Вращение изделия и перемещение концентратора вдоль обрабатьшае- мой поверхности в процессе упрочнения его стальными шариками повьшает равномерность обработки по всей поверхности. Обработка изделий с криволинейной поверхностью стальными шариками, приводимыми в движение ступенчатым концентратором с поверхностью торца, подобной обрабатьшаемой, позволяет повысить равномерность упрочнения и исключить, образование мягких участков.

1

Формула изобретения

1. Способ упрочнения стальных изделий, преимущественно шеек прокатных валков, включающий обработку поверхности изделия стальными шариками, приводимыми в движение колеблющимся с ультразвуковой частотой ступенчатым концентратором со свободным торцом, расположенным на заданном расстоянии от обрабатываемой поверхности, о т- личающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и увеличения эксплуатационной стойкости валков путем повышения мик- ротвердости их шеек, пирики приводят в движение торцом концентратора с поверхностью, подобной обрабатываемой, расстояние S от торца концентра-.

тора до обрабатываемой поверхности по нормали устанавливают по соотношению

.-,n,4-16.0).-- .

где d - диаметр стальных шариков; J( - амплитуда смещения торца концентратора;

М, иМ - коэффициенты восстановления материалов концентратора и изделия соответственно, а изделию придают вращательное движение .

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентратор перемещают:вдоль обрабатьшаемой поверхности.

O.S

9иг.2

L,cn