Способ упрочняющей обработки изделий из электропроводящих материалов Советский патент 1993 года по МПК C23C14/32 

Изобретение относится к способам упрочнения изделий нанесением покрытий и может быть использовано в машиностроении при изготовлении инструментов и деталей машин....

Целью изобретения является повыше-. ние усталостной прочности изделия.

Отличительные от прототипа признаки заключаются в том, что изделие подвергают знакопеременным воздействиям нагрузки, причем величину нагрузки выбирают из условия превышения в .поверхностном слое предела текучести материала.

При деформировании изделия под воздействием знакопеременных нагрузок осаждаемые атомы металла, обладая за счет ионной бомбардировки высокой энергией, мигрируют по поверхности и заполняют не только те микротрещины и поры, которые присутствуют на изделии в статическом состоянии, но и те, которые могут возникнуть на изделии при его дальнейшей эксплуатации в условиях знакопеременных нагружений. Поскольку осаждаемые атомы заполняют возникающие микротрещины на этапе растяжения, а при последующем сжатии две противоположные грани трещины уже не могут сомкнуться из-за появления .между ними застывшего комплекса материала катода, то такая обработка ведет к закреплению верхних слоев в растянутом состоянии, а, следовательно, и к появлению в них напряжений сжатия, что способствует повышению усталостной прочности изделия.

Величина нагрузки, обеспечивающая в поверхностном слое превышение предела текучести, позволяет дополнительно увеличить его удельный объем относительно всего изделия, что также приводит к тому, что при сжатии нагрузки пластически деформированный поверхностный слой мешает уп- ругодеформированным .внутренним слоям металла вернуться в прежнее состояние и, следовательно, ведет к сохранению в них напряжений растяжений, а в поверхностном растянутом слое - напряжений сжатия.

ю ел

Изобретение иллюстрируется следующим примером..

Цилиндрические образцы диаметром 7 мм из стали ЗОХГСА закрепляли в специальном держателе, обеспечивающим непрерывное нагружение изгибом при вращении, помещали в вакуумную камеру с электродуговым испарителем, имеющим катод из хрома и анод, являющийся корпусом вакуумной камеры, и включали нагрузочный элемент держателя, обеспечивающий превышение в поверхностном слое предела текучести, равного 830 МПа. После откачки вакуумной камеры до давления 0,01 Па и подачи отрицательного напряжений 0,8 кВ производили зажигание электродугового разряда между анодом и катодом при токе 70 А. Через пять минут испаритель и нагрузочный элемент отключали.

Испытания обработанных в таких условиях образцов на усталостную прочность при изгибе с симметричным циклом нагру- жения показали ее увеличение по сравне0

5

0

нию с контрольной аналоговой партией на 45%.

Применение описанного способа позволяет значительно повысить надежность эксплуатации как режущего инструмента, так и деталей машин, работающих в сложных условиях нагружения, например, турбинных лопаток или элементов шарнирно- болтовых соединений.

Ф о р мула изобретения Способ упрочняющей обработки изделий из электропроводящих материалов, включающий осаждение паров нейтральных атомов при одновременной бомбардировке ионами металла поверхности обрабатываемого изделия, находящегося под нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью повышения усталости ой прочности изделия, его подвергают знакопеременным воздействиям нагрузки, причем величину нагрузки выбирают из условия превышения в поверхностном слое предела текучести /материала.

Использование: упрочнение поверхности обрабатываемых изделий нанесением покрытий и может быть использовано в станкоинструментальной промышленности и машиностроении. Сущность изобретения: повышение усталостной прочности изделий, достигается тренировкой знакопере - менным воздействием на них нагрузкой, величину которой выбирают из условия превышения в поверхностном слое предела текучести.