i
Изобретение относится к машино-. гроению и может быть использовано для поверхк УСТНОГО упрочнения длинномерных деталей металлорежущих станков, литьевых машин, кузнечнопрессовых машин, двигателей внутреннего сгорания, а также инструмента и деталей штамповой оснастки,
Известен способ изготовления азотируемых деталей, в том числе длинномерных, заключающийся в том, что для сведения к минимуму коробления, детали подвергаются механической обработке к межоперационному стабилизирующему отпуску, а затем с припуском 0,03-0,1 мм на сторону под окончательную механическую обработку поступают ла азотирование. При этом для получения азотированного слоя толщиной 0,3-0,7 мм и твердостью НУ-350 азотирование деталей из стали 38Х2МЮА проводится или при пониженных температурах ( 500-520°С ) в течение 35-70 ч при степени диссоциации аммиака ( Д ) 20-35% или применяются двухступенчатые режимы (1-ая ступень: температура 510-520°С, время 15-20 ч, Д 25-35%; 2-ая ступеньтемператур-а 540-565°С, время 25-45 ч 5 и Д 40-60%) l.
Наиболее бJШЗким решением к изобретению является способ азотирова- , ния деталей из стали , при котором для получения азотированно10го слоя толщиной не менее 0,4 мм азотирование проводят по двухступенчатому режиму 1-ая ступень: температура , время 18 ч, Д 20-30%; 2-ая ступень: температура , время 25ч, Д 40-50%). При этом коробление деталей, имеющих 40-320 мм при длине 810-4500 мм, достигает 0,3 мм .
Однако изготовляемые по указанному способу детали даиметром Ф25
20 40 мм при отношении L/D730, а также планки толщиной 4-6 и длиной более 600 мм часто имеют коробление более 0,4 мм, для устранения которо389
го требуется оставление лрршуска более указан)ых пределов ( ,1мм) с последующей механической обработiCOii, что уменьшает твердость и толщину слон н соответственно снижает износостойкость детали.
Цель изобретения - уменьшение коробления обрабатываемых деталей и повышение нэносостойкости и твердости, стяжения хрупкости получаемых диффузионных слоев.
Указанная цель достигается согласно способу, включающему механическуро обработку, стабилизирующий отпуск и азотирование, при этом детали из готавливают с заданным припуском на сторону, подвергают азотировамию при j70-590 с в .течение 20-50 чзатем устраняют коробление механической обработкой в пределах припуска, после чего повторно азотируют при 500-510 0 в течение 15-30 ч.
При изготовлении по предлагаемому способу длинномерные детали (b/D730) и тонкие планки подвергают механической обработке в сочетавши с двухкратным межонерационньм стабилизирующим Отпуском. Изготовленные ( шлифованные ) детали с припуском 0,15-0,30 мм на сторону (в зависимое ти от длины, формы и предполагаемого коробления) подвергают азотированию
590 С и Д 50-70%. Продоллмтельност первого азотирования выбирают в пределах 20-35 ч в зависимости от требуемой ТОЛ1ЦИНЫ слоя, размеров детали и предполагаемого коробления, В течение указаннохо времени за счет высокой скорости диффузии при повьииенпых температурах на стали 38Х2МЮЛ образовывается слой толщиной не менее 0,40-0,, 55 мм с твердостью НУзо 850-750. После азотирования eтaли контролируют на коробление, а затем подвергают механической обработке для его устранения. Поскольку при последующем азотировании предполагается М1И1Имальное коробление, то . f еханическую обработку производят с оставлением минимального припуска (не-более 0,025-0,075 мм на сторону) Затем детали подвергают азотированию при 500-5 Д 20-35% в течение 15-30 ч в зависимости от требуемой толщины слоя, результатов первого азотирования и снятого припуска. Поскольку rroBepxHOCTHL-ie слои металла
4
предварительно насьпцаются азотом нри высокотемпературном азотировании, скорость образования и роста азотированного слоя при низкотемпературном азотировании возрастает в 1 , 2-1,5 раза по сравнению с известным низкотемпературным азотированием. В результате на поверхности детали формируется слой толщиной 0,350,60 мм с твердостью ПУзо 850-1050, а коробление деталей не превышает 0,02-0,08 мм ( на сторону.
И р и м е р . Образды модели из стали 38X2MIOA изготавливают сдвухкратным стабилизирующим отпуском и припуском 0,25 мм на сторону. После азотирования при 580-с с - 65% в течение 20 ч на образдах получают слой ТОЛ1Щ-ШОЙ 0,35 мм с твердостью НУзо 850-800. Короблетдае образцовмоделей не превышает 0,15-0,20 мм и устраняется шлифованием на глубину 0,15-0,20 мм. Затем азотируют при Д 20-30% в течение 20 ч. За общее время азотирования 40 ч получают слой толщиной 0,40-0,45 мм с твердостью на поверхности НУзо 850-1000. Коробление стержней составляет 0,03-0,06 мм, а плавок - 0,050,08 мм.
При обработке по известному способу 1олщина слоя на деталях не более fi. 25-0,33 мм, а твердость его не более ПУзо 750-650.
Вследствие сравнительно короткой выдержки при низкотемпературном азотировании хрупкая нитридная фаза и нитридные пролаглки в слое, полученном по предлагаемому способу, отсутствуют, и поэтому хрупкость его не превышает - l-il балла по шкале , в то время Как хрупкость слоя, полу 1енного по известному способу, составляла П-Ш балла.
При испытании на износостойкость износ образцов ( глубина лунки) ,из- готовленных по предлагаемому способу, составил 0,06-0,065 мм, а износ образцов, изготовленных и азотированных по изве.стному способу, 0,070,08 мм.
Таким образом, изготовление деталей по предлагаемому способу позволяет снизить общее время азотирования на 10-20%, а коробление деталей не менее, чем в 3 раза, уменьшить хрупкость и увеличить твердость и износостойкость в 1,5 раза.
5 8997126
Формула изобретенияют мехаш1ческую обработку в предеСпособ изготовления, азотированныхазотируют при ЗОО-ЗЮ С в течени l длинномерных деталей, включающий ме-- 30 ч.
ханическую обработку, стабилизирую-5 Источники информации,
щий отпуск и азотирование, о т л и-принятые во внимание при экспертизе
чающийся тем, что, с целью1. Минкевич А.Н. Химико-термичесповьшения износостойкости и твер-кая обработка металлов и сплавов,
дости, а также снижения хрупкостим. , Машиностроение, 1965, с.124получаемых диффузионных слоев, дета-О 126.
ли изготавливают с заданным припус-2. Сб. Технология и организация
ком, проводят азотирование при 570 -производства. УкрНИИНТИТЭИИ. Киев,
в течение 20-50 ч, осуществля-1970, f 1, с.47-49. лах припуска, после чего повторно
