Способ упрочнения деталей Советский патент 1978 года по МПК C21D1/78 C21D7/14 C23F17/00 

Описание патента на изобретение SU610873A1

Изобретение относится к области упрочняющих обработок деталей и может быть использовано в частности, в автомобильной про 1ишениости при изготовлении поршневых пальцев, шкворней, крестовин, валов и ряда других деталей . Известен ряд технических решений, близких к предлагаемому. Это комбинированные способы упрочнения, например химико-термическая обработка ХТО) и последующее холодное пластическое деформирование l, азотирование и обкатка роликами до и после него 2J, высокотемпературная термомеханическая обработка и последующее поверхностное пластическое деформирование З, Наиболее близким к предлагаемому является способ термомеханической обработки цементуемой стали, включающей цементацию и высокотемпературную термомеханнческую поверхностную обработк (ВТМПО) 4. С целью повышения кЬнструктивноЯ прочности дополнительно проводят поверхностное пластическое деформирование (ППД) деталей. ППД является простым универсгшьным и вместе с тем эффективным способом повышения несущей способностидетгшей работешэщих в условнях переменных нагрузок или изнашивания. ППД может проводиться как перед ХТО, так и между ХТО и ВТМПО. Может проводиться также ППД закаленного слоя, полученного после ВТМПО. В некоторых случаях ППД полезно проводить и до ХТО, и после него. Такая схема упрочнения детали может дополнительно включать также ППД после ВТМПО. Осуществленке ППД перед цементацией приводит к ускорению последней и образованию более Мелкодисперсных карбидов. Образование большего числа мелких карбидов и обеднение твердого раствора углеродом ведет к уменьшению количества остаточного после высокотемпературной термомеханической поверхностной обработки и обеспечению более благоприятной структуры поверхностного С.ПОЯ,-что приводит к получению повыпенного комплекса свойств, в особенности усталостных. Известно, что дислокационная структура, образующаяся после ППД, наиболее стабильна у сталей с содержанием углерода 0,6-0,9%, так как при этом дислокации закрепляются сегрегациями атомов углерода. Проведение ППД после цементации, таким образом, подготавливает структуру под ВТМПО. Так как нагрев под ВТМПО проводится с относительно большой скоростью (3050 /сек), то подготовленная структура сохраняется, и врезультате обработки по этому способу получается однородная структура мелкоигольчатого мартен сита с равномерно распределенными дис пергированными участками аустенита и карбидов, обеспечивающая хороший комплекс механических свойств. Осуществление ППД после ВТМПО в виде обкатки по мартенситу ведет к наибольшему относительному приросту твердости, дроблению карбидов и умень шению содержания остаточного аустенита, количество которого после ВТМПО цементованной стали излишне велико. Все это приводит к улучшению эксплуатационных свойств деталей. При применении ППД как до, так и после ХТО либо до, после КТО и после .ВТМПО происходит дополнительное увеличение конструктивной прочности дета лей . Для упрощения технологии Обработки деталей по предлагаемому способу ППД и ВТМПО можно осуществлять с помощью одного и того же устройства, описанного, в авторском свидетельстве 310S41. Параметры процесса цементации (температура, время, состав среды выбираются таким образом, чтобы обеспечить заданные глубину слоя и распределение концентрации углерода по глубине слоя, которые зависят от вида нагружения детали в процессе эксплуатации. При ВТМПО упрочняемую поверхность до температуры Асз ЗО-БО С, затем обкатывают поверхностный слой детали роликами. После окончания обкатки проводят закалку и заключительный отпуск, температура и продолжитель-ность которого зависят от условий экс плуатации детали. Рекомендуемое удель ное давление при обкатке 10-20 кг/мм Помимо вышеописанного процесса це ментации, поверхностный слой детали перед ВТМПО может быть насыщен азотом или углеродом и азотом, или прдвергнут одно- или многокомпонентному насыщению другими элементами, например хромом, алюминием, кремнием. Рекомендуемое удельное давление обкатки при ППД ферритоперлитнь1х структур 100-150 кг/мм, мартенсита 250-300 кг/мм , азотированного слоя 550-700 кг/мм% П р и м е р. Обработка по предлагаемому способу. По пунктам 1,2 формулы изобретения; деталь из стали 20 (палец 40, длиной 300 мм) обкатывают вхолодную роликами в течение 30 с пр удельном контактном давлении 100 кг/ Цементируют при 8,5ч, охлаждение на воздухе. Затем нагревают до 930ilO°C. Одновременно обкатывают поверхность образца роликами в течение 40 с при удельном контактном давлении 10 кг/мм . По завериении процесса высокотемпературного деформирования проводится закалка на мартенсит. Заключительный отпуск 200®С 1ч., По пункту 3 формулы изобретения ту же деталь цементируют при 930 ЮС 8,5 ч, охлаждение на воздухе. Обкатывают вхолодную роликами при удельном контактном давлении 100кг/мм в течение 30 с. Затем нагревают до 930ilOC. Одновременно обкатывают поверхность образца роликами в течение 40 с при удельном контактном давлении 10 кг/мм , По завершении процесса высокотемпературного деформирования проводится закалка на мартенсит. Заключительный отпуск 200С 1 ч. По пункту 4 формулы изобретения: ту же деталь цементируют при 930±10С 8,5 ч охлаждение на воздухе. Нагревают до 930ilO®C. Одновременно обкатывают поверхность образца роликими в течение ;о с при удельном коита т ном давлении 10 кг/мм. По завершений высокотемпературного деформирования проводится закалка на мартенсит и отпуск 200 С 1 ч. Затем обкатывают вхолодную роликами при удельном контак-тном давлении 270 кг/мм в течение 30 с. По пункту 5 формулы изобретения: выпоняется обработка по пункту 2, но дополнительно проводится холодная обкатка роликами до и после химико-термической обработки. По пункту б формулы изобретения: выполняется обработка по пункту 5, но дополнительно после высокотемпературной термомеханической поверхностной обработки проводится холодная обкатка роликами при удельном контактном давлении 270 кг/мм . Обработка по прототипу. Ту же деталь цементируют при 930 iOc 8,5 ч, охлаждение на воздухе. Затем нагревают до 930-1О с. Одновременно обкатывают поверхность образца роликами в течение 4 с при g удельном контактном давлении 10 кг/MMi По завершении процесса высокотемпературного деформирования проводится закалка на мартенсит. Заключительный отпуск 14. Результаты определения контактнопрочностных свойств деталей после вышеуказанных режимов обработки приведены в таблице. Таким образом, предлагае1иый спосо упрочнения деталей, включающий ППД, КТО и ВТМПО, обеспечивает получение высокого комплекса иэносных и контакт но-прочностных свойств. Например, упрочнение поршневого пальца двигателя автомобиля по предлагаемому способ повышает срок службы примерно на 50% по сравнению с ныне существующей технологией. Формула изобретения 1.Способ упрочнения .деталей, вклю чающий последовательное проведение химико-термической и высокотемператур ной термомеханической обработки, от личающийся тем, что,с целью повышения конструктивной прочности, дополнительно проводят поверхностное пластическое деформирование деталей. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что поверхностное пластическое деформирование проводят перед химико-тер:шческой обработкой. 3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что поверхностное плас тическое деформирование прово т после химико-термической обработки. 4.Способ по п.1, отличающий с я тем, что поверхностное пластическое деформирование проводят пос-: ле высокотемпературной термомеханической поверхностной обработки. 5.Способ по п.1.,о т л и ч аю щ и и с я тем, что поверхностное пластическое деформирование проводят до и после химико-термической обработки. 6.Способ по п.5, отличающийся тем, что поверхностное пластическое деформирование проводят дополнительно и после, вьасокотемпературной термомеханической поверхностной обработки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 415316, кл. С 21 D 1/78, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР S 191603, кл. С 21 D 1/78, 1967. 3.Авторское свидетельство СССР 368336, кл. С 21 D 1/78, 1973. 4;Металловедение и термическая обработки металлов; 1972, №2, с.80.

Похожие патенты SU610873A1

название год авторы номер документа
Способ комбинированной обработки деталей 1990
  • Пронин Александр Михайлович
  • Носов Николай Васильевич
  • Кубышкин Александр Борисович
SU1772214A1
СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ 2001
  • Громаковский Д.Г.
  • Ковшов А.Г.
  • Малышев В.П.
  • Ибатуллин И.Д.
  • Дынников А.В.
  • Шигин С.В.
  • Анучин Ю.Е.
  • Маруженков К.И.
RU2198954C2
СПОСОБ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ 1971
  • М. Л. Бернштейн, В. А. Займовский, Я. И. Минухин, В. И. Повар
  • С. Р. Бирман
SU307110A1
Способ упрочнения стали с применением комбинированной технологии 2020
  • Киричек Андрей Викторович
  • Соловьев Дмитрий Львович
  • Силантьев Сергей Александрович
RU2750602C1
СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ 2007
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Шалькевич Андрей Борисович
  • Уткина Александра Николаевна
  • Банас Игорь Павлович
  • Верещагина Алла Андреевна
  • Коробова Елена Николаевна
RU2358019C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА 1992
  • Тамашаускас Алоизас Паулино
RU2048598C1
Способ обработки деталей 1978
  • Херсонский Анатолий Кельманович
SU825657A1
Способ химико-термомеханической обработки стальных изделий 1987
  • Гурченко Павел Семенович
  • Быков Виктор Максимович
  • Михлюк Анатолий Игнатович
SU1479548A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН С ПОЛУЧЕНИЕМ СУБМИКРО- И НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ДИФФУЗИОННОГО ПРИПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ПРИ АЗОТИРОВАНИИ 2012
  • Плохих Андрей Иванович
  • Герасимов Сергей Алексеевич
  • Колесников Александр Григорьевич
  • Куксенова Лидия Ивановна
  • Крапошин Валентин Сидорович
  • Поляков Сергей Андреевич
  • Смирнов Андрей Евгеньевич
  • Власова Дарья Владимировна
  • Щербаков Святослав Павлович
  • Нелюб Владимир Александрович
  • Бородулин Алексей Сергеевич
  • Ступников Вадим Владимирович
RU2524892C2
Способ цементации стальных изделий 1987
  • Полухин Владимир Петрович
  • Крянина Марина Николаевна
  • Бернштейн Александр Маркович
  • Иванов Игорь Анатольевич
  • Объедков Юрий Михайлович
SU1611982A1

Реферат патента 1978 года Способ упрочнения деталей

Формула изобретения SU 610 873 A1

SU 610 873 A1

Авторы

Повар Владимир Иосипович

Духовный Илья Самуэльвич

Куликов Игорь Леонидович

Белых Юрий Алексеевич

Даты

1978-06-15Публикация

1976-07-30Подача