Способ упрочнения литых деталей из высокомарганцовистой стали Советский патент 1992 года по МПК C21D7/02 

Изобретение относится к упрочнению металлов и предназначено для поверхностно-глубинного упрочнения высокомарганцовистой стали Г13Л с исходной аус- тенитной структурой..

Известен способ упрочнения изделий, преимущественно из чугуна, включающий механическую обработку и поверхностный наклеп обкаткой роликами.

Известен способ поверхностного упрочнения профильными роликами гладких валов. Деформация, возникающая при накатке, приводит к наклепу металла.

Однако это приводит к резко выраженной границе упрочненного слоя, распространяющегося на очень небольшую глубину а также незначительной степени наклепа.

Известен способ упрочнения деталей машин методом обкатки роликами.

Применение профильных роликов создает очень большие контактные нагрузки в упрочняемой .зоне, что неприемлемо, так как при таких бездействиях происходит разрушение металла. Уменьшение радиуса закругления ралика приводит к уменьшению глубины упрочненного слоя до 5-8 мм, а величина поверхностной твердости увеличивается только в 1,4-1,5 раза.

Для упрочнения изделий из высокомарганцовистой стали, например сердечников железнодорожных крестовин, такой глубины и степени упрочнения недостаточно. Это вызвано тем, что в эксплуатации детали из стали ПЗЛ, в частности сердечники желез- подорожных крестовин, подвергаются в / начальный период эксплуатации интенсивному смятию вследствие малой величины поверхностной твердости и больших динамических нагрузок на них, что приводит к преждевременному выходу их из строя.

Цель изобретения - повышение сопротивления износу и контактно-усталостным разрушениям.

Поставленная цель достигается путем пластического деформирования высоко- марганцовистой стали. Упрочнение проводится в несколько (3-10) проходов.

В силу специфических особенностей высокомарганцовистой стали, таких как высокая пластичность и способность упрочняться до весьма значительных степеней деформации, имеется возможность использования этих свойств в целях улучшения эксплуатационной стойкости.

, В способе поверхность зоны перекатывания железнодорожных крестовин, усовики и острая часть накатывают цилиндрическим роликом. Накатка цилиндрическим роликом приводит при воздействии больших давлений и соответствующей деформации к интенсивному наклепу аустени- та высокомарганцовмстой стали.

Усовые части и острая часть литого сердечника железнодорожных крестовин подвергаются пластической деформации для воздействия на характеристики металла - прежде всего величину твердости.

Накатный цилиндрический ролик радиусом 130 мм устанавливают на машине EMS-140, приспособленной для накатки. Выбор размера ролика обусловлен требованием получения упрочненного слоя до 30 мм..

Накатка цилиндрическим роликом проводится в несколько проходов с возрастающей величиной давления. .

Применение максимальной нагрузки за один проход приводит к возникновению поперечных к направлению накатки трещин. Поэтому способ сочетает постепенное увеличение нагружения амногократностью накатки и является оптимальным в процессе упрочнения сердечника. .

В результате полученная твердостьраспространяется на глубину упрочненного слоя до 30 мм на рабочих поверхностях литого сердечника железнодорожных крестовин.

Предлагаемый способ упрочнения накаткой при фиксированных нагрузках 50, 50+90, 50+90+130 т, но при разном количестве (3-10) проходов повышает исходную твердость(180-200 НВ) высокомарганцовистой стали в 1,5-2 раза, а глубину упрочненного слоя в 4-5 раз по сравнению с известным. .. Задавая различные по величине нагрузки в процессе накатки цилиндрическим роликом, поверхность зоны перекатывания сердечника получает необходимые эксплуатационные характеристики крестовин.

Изменение структуры и выделение вторых фаз в виде карбидов в условиях значительных нагрузок в интервале комнатных температур не наблюдается. Аустенитная структура стали ПЗЛ весьма стабильна в процессе воздействия на нее пластической

деформации, возникающей в результате накатки. В то же время происходит интенсивное образование деформационных полос скольжения, причем, при повышении степени пластической деформации в процессе деформационного скольжения последовательно включаются три направления, распо- ложенные внутри зерен под 120° друг относительно друга.

Способ упрочнения накаткой цилиндрическим роликом является эффективным средством повышения величины твердости и увеличения глубины упрочненного слоя изделий из высокомарганцовистой стали ПЗЛ.

В результате применения способа предэксплуатационного упрочнения сердечников железнодорожных крестовин накаткой цилиндрическим роликом эксплуатационная стойкость повышается на 30%.

Это проявляется в увеличении пропускаемого груза до допускаемого условиями эксплуатации износа в 6 мм, усовиков сердечника железнодорожных крестовин в 1,28 раза, а по выкрашиванию, т.е. контактно-усталостным разрушениям, - в 1,33 раза по сравнению со стандартными неупрочненными.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я Способ упрочнения литых деталей из высокомарганцовистой стали, включающий многократную накатку статическим нагру- жением рэлика, отличающийся тем, что, с целью повышения сопротивления из- носу и контактно-усталостным разрушениям, накатку выполняют за 3-10 проходов с постепенно увеличивающимся усилием до величины, соответствующей максимально допустимой остаточной пластической де- формации.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при упрочнении накаткой роликом. Цель изобретения - повышение сопротивления износу и контактно-усталостным, разрушениям. Литой сердечник железнодорожных крестовин, из стали Г 13 подвергают накатке роликом за 8 проходов с постепенным увеличением усилия нагружения до величины, соответствующей максимально допустимой остаточной пластической деформации.