Способ обработки заготовок из нержавеющих и жаропрочных сталей Советский патент 1992 года по МПК B23B1/00 

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при обработке резанием поверхности прутковых заготовок из нержавеющих и жаропрочных сталей.

Цель изобретения - повышение производительности за счет образования точечной коррозии.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем: заготовки из нержавеющих и жаропрочных сталей подвергаются травлению в растворах, содержащих ионы хлора, которые обладают большой способностью проникать сквозь пленку пассивации. К таким растворам относятся хлорное железо, стоячая и загрязненная морская вода. В результате такого травления при нарушении пассивности металла происходит активная точечная коррозия из-за микрогальванопар.

В результате травления заготовок в растворе, содержащем ионы хлора (хлорное железо, загрязненная морская вода), поверхность заготовок становится шероховатой, т.е. поверхностно активной для хорошего сцепления покрытия с поверхностью изде- лия. Активизация точечной коррозии обуславливается тем, что между проведением травления и нанесением покрытия при наличии коррозионных углублений или трещин от продуктов травления в этих ячейках продолжает сохраняться большая разность потенциалов, и точечная коррозия распространяется дальше вглубь металла заготовки.

После травления производят очистку изделий от загрязнений путем обдувки поверхности горячим воздухом, например, с помощью парафена или сжатым воздухом, на очищенную поверхность наносят слой алюминиевого покрытия, например, с помощью электродуговых аппаратов. При этом покрытие наносится алюминием, применяемым в виде проволоки. В результате

ш

Ё

VI ОЭ 00

4 vl

ГО

разбрызгивания жидких частиц металла на поверхности изделия, деформация жидких частей и разрушение покрывающей частицы окисной пленки вызывают образование в покрытиях при их напылении пор. Наличие в покрытии пор делает их проницаемыми для газов и жидкостей и средством создания и увеличения очагов коррозии, обусловливающих разупрочнение обрабатываемой поверхности. Пористость покрытий, обусловливает аккумулирование смазки и снижение коэффициента трения. Пористые покрытия способны впитывать в себя при обработке жидкую смазку и удерживать ее на поверхности. Невзирая на то, что алюминий имеет по отношению к стали более низкий (отрицательный) электродный потенциал, являющийся источником образования гальванической пары, в которой покрытие будет защищать от коррозии сталь, на которую оно нанесено, в результате напыления алюминий облагораживается настолько, что значение электродного потенциала может стать близким к потенциалу стали и даже выше него. При этом, учитывая пористость и наличие коррозионных очагов и питтингов в результате травления исходной поверхности заготовки в растворе, содержащем ионы хлора, алюминиевое напыленное покрытие будет электрохимически разрушать стальную поверхность заготовки л тем самым создавать условия разупрочнения поверхностного обрабатываемого слоя.

Таким образом, травлением заготовок из нержавеющих и жаропрочных сталей обеспечивается подготовка поверхности под последующее газотермическое напыление слоя алюминия.

В результате травления образуются / коррозионные питтинги из-за точечной кор- розии, обусловленной образованием мик- рогальванопар при нарушении способности нержавеющей и жаропрочной стали к образованию пассивной пленки. Коррозионные питтинги в дальнейшем являются очагами коррозионного разупрочнения поверхности в результате газотермического напыления пористого слоя алюминия, обладающего при облагораживании из-за напыления более высоким (положительным) электродным потенциалом, чем материал заготовки - сталь. Поры в напыленном слое алюминия служат аккумуляторами смазки в результате ее задержания и впитывания в поверхностный слой, что обусловливает снижение коэффициента трения при вращении прутковых заготовок в люнетных втулках токарных автоматов в процессе обработки. Кроме того, материал покрытия алюминий,

обладая повышенными смазочными свойствами из-за низкого коэффициента трения по стали со смазкой, также способствует устранению заедания и привара материала заготовки при ее вращении в люнетной втулке токарного автомата, на котором производится преимущественно обработка прутковых заготовок. Улучшению условий обработки способствует также и то, что материал покрытия, имея коэффициент теплопроводности А выше, чем коэффициент теплопроводности нержавеющих и жаропрочных сталей, обеспечивает активизацию теплоотвода от обрабатываемой поверхности изделия, и следовательно, уменьшения теплонапряженности в зоне резания (коэффициент теплопроводности алюминия ,54 кал./см -с -град, и нержавеющей стали марки 2X13 А 0.07 кал./см -с- град.).

Пример. Прутковые заготовки из стали мм подвергали травлению в растворе хлорного железа. РеС1з 6 НаО ГОСТ 4147-65. Раствор приготавливали следующим образом: 500-600 г кристэллической соли хлорного железа растворяют в 1000 мл воды. Растворение производили постепенно в холодной воде. Температура раствора не должка превышать 70°С, так как при более высокой температуре образуется гидрат окиси железа. Для предотвращения перегрева раствор необходимо охладить. Удельный вес раствора замеряли при температуре 20 ±2°С.

Удельный вес должен равняться 1,34 1,40.

Раствор хлорного железа хранится в закрытой таре.

После сушки на открытом воздухе и очистки продувкой сжатым воздухом заготовки

подвергали газотермическому напылению с помощью электродугового аппарата типа ЭМ-14. В качестве напыляемого материала использовали алюминий в виде проволоки. Напылялся слой толщиной 0.06-0,1 мм.

Прутковые заготовки с нанесением алюминиевым покрытием подвергали в дальнейшем обработке снятием стружки в прутковых токарных автоматах фасонно- продольного точения.

Формулаизобретения

Способ обработки заготовок из нержавеющих и жаропрочных сталей, согласно которому перед механической обработкой на поверхность заготовки наносят покрытие

металлом, обладающим смазочными свойствами и осуществляющим разупрочняю- щее электрохимическое воздействие на поверхностный слой заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения

I

производительности путем образования то- растворе, содержащем ионы хлора, а в каче- чечной коррозии перед нанесением покры- стве металла для покрытия используют алю- тия, заготовку подвергают травлению в миний.

Использование: при обработке металлов резанием, в частности при обработке резанием поверхности прутковых заготовок из нержавеющих и жаропрочных сталей. Сущность изобретения: заготовку via нержавеющей или жаропрочной стали подвергают травлению в растворе, содержащем ионы хлора. В качестве металла для покрытия используют алюминий.