Способ поверхностного легирования металлических изделий Советский патент 1981 года по МПК C23C17/00 

(54)СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО ЛБгаРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ . , . Изобретение относится к машинестроению, преимущественно металлургическому и может быть использовано при химикотермомеха нической обработке рабочих поверхностей прокатнЬк валков, литейных металлоформ, штампов пресс-форм и других металлических изделий. Известен способ те:рмомеханической обработки стальных изделий, по которому насыщение легирующими элементами осуществляют изготавливая сначала смесь - активную обмазку, содержащую легирующие элементы, которую наносят окунанием в нее изделия. Затем изделие нагревают до ковочной температуры в печи, после чего подвергают горя чей обработке давлением (прокатывают) Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ нанесения легирующих элементов электролитическим методом с последующим уплотнением образовавшегося металлического покрытия обкатьюанием изделия роликом с электроконтактным подогревом путем пропускания электрического тока через контакт ролика с изделием jzj. Однако нанесение легирующих элементов в виде покрытий электролитическими методами технически сложно и малопрсгизводительно, особенно для крупногабаритных изделий. Цель изобретения - упрощение технологии обработки и повышение производительности способа. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу поверхностного легирования металлических изделий, включающему. нанесение легирующих элементов на изделие и последующую Обкатку роликом с электроконтактным нагревом подлежащую легированию поверхность вначале предварительно обрабатывают резанием (точением или шлифованием с заданной величиной шероховатости с необходимым объемом впадин, образованных микронеровностями) , в полученные впадины насыпают порошок из легирующих элементов (хром, вольфрам, молибден и т.д.) и производят обработку поверхности изде лия давящим инструментом,например обкатывают твердосплавным роликом. При этом через контакт давящего инструмента с изделием пропускают электрический ток низкого напряжения. Изменением шероховатости (величины Rj) размеров (объема) впадин микронеровностей, образуемых предварительной обработкойповерхности изделия резанием перед легированием, достигают заданной степени (насьщенности) легирования поверхностного слоя, т.е. расхода легирующих элементов. Другими словами, становится возможным управление/ процессом поверхностного легирования. Локальный нагрев изделия совместно с легирующими элементами только в .зоне контакта давящего инструмента с изделием происходит без наличия окисляющей среды, получается гладкая и чистая (без окислов и окалины) упрочненная поверхность с плотным поверхностным слоем, обладающим повышенной термической и механической стойкостью Пример. Легирование рабочей поверхности прокатного валка осуществ ляют на токарном станке, в центрах ко торого устанавливается изделие. Перед легированием рабочую поверхность валка предварительно протачивают, обеспечивая заданную шероховатость. В резцедержателе станка взамен токарного резца устанавливают электроизолировано давящий инструмент, напри мер твердосплавный ролик из Т15К6. Спереди давящего инструмента устанавливают в контакт с рабочей поверхностью изделия порошкоподающее устрой ство, закрепляемое также на суппорте токарного станка, и осуществляют обработку валка поверхностным пластическим деформированием с электроконтактным подогревом. Засыпка легирующего порошка во , впадины шероховатости производится в процессе осуществления обработки изде лия поверхностным пластическим деформированием. Электроконтактный нагрев метадла с легирующими элементами происходит только в зоне контакта давящего инструмента с изделием включением их в цепь вторичной обмотки понижающего трансформатора. Сила прижатия давящего инструмента в процессе выглаживания или обкатывания составляет 50-100 кгс,напряжение 1,5-2В, ток 400-600 А/мм, скорость выглаживания.V 12-15 м/мин, подача S 1,0 мм /об (для инструмента с тороидальной поверхностью R 30 мм, г 5 мм). Во время обработки поверхностным пластическим деформированием в зоне деформирования-/металл с легирующими элементами нагревается до твердожидкого (пластического) состояния,при котором создаются благоприятные условия для диффундирования легирующих элементов в поверхностный слой изделия. Таким образом, в зоне контакта давящего инстумента с изделием на поверхности осуществляется металлургический процесс в закрытых условиях под давлением при высокой температуре без доступа окисляющей среды, в результате которого образуется легированный поверхностный слой с плотной структурой и повышенной твердостью. Легирующий порошок, засыпанный во впадины шероховатости, надежно удерживается в них в связи с наличием н,а поверхностях впадин ультрамикронеровностей и остаточного магнетизма, образующегося после .осуществления предварительной обработки резанием перед легированием поверхности. Получается гладкая упрочненная поверхность с высокой термической и механической стойкостью. Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить процесс обработки и повысить производительность способа за счет исключения предварительного приготовления обмазки, нанесения ее на поверхность и последующей сушки. Способ также позволяет экономно расходовать легирующие элементы, Формула изобретения Способ поверхностного легирования металлических изделий, включающий нанесение легирующих элементов на изделие и последующую обкатку роликом с электроконтактным нагревом, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии обработки и повышения производительности способа, сначала на поверхности образуют микрорельеф путем обработки изделия реза5865974 6

нием, затем во впадины насыпают по-1. Авторское свидетельство СССР

рошкообразные легирующие элементы и1 392170, кл. С 23 С 17/00, 1973. осуществляют обкатку роликом.

Источники информации,2. Авторское свидетельство СССР

принятые во внимание при экспертизе5 № 109533, кл. С 23 С 17/00, 1968,