SU1595924A1

SU1595924A1 - Способ термической обработки стальных изделий

Info

Publication number: SU1595924A1
Application number: SU884440522A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Александрович Шульга; Георгий Владимирович Дудко; Леонид Григорьевич Магаев; Семен Николаевич Власов
Original assignee: Таганрогский радиотехнический институт им.В.Д.Калмыкова
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1990-09-30

Abstract

Изобретение относитс к термической обработке стали с помощью концентрированных источников энергии, конкретнее электронным лучом, и может быть использовано в машиностроении при изготовлении подшипников качени . Цель изобретени - повышение контактной выносливости. Поверхность качени подшипника подвергают закалке подвижным ленточным электронным лучом с шириной луча более чем ширина поверхности качени и с образованием зоны упрочнени глубиной в 1,5 раза больше глубины зоны расположени максимальных касательных напр жений, возникающих при трении качени .

Description

Изобретение относитс к термической обработке стали с помощью концентрированных- источников энергии, конкретнее электронным лучом, и может быть использовано в машиностроении при изготовлении подшипников качени .

Цель изобретени - повьшение контактной выносливости.

Сущность изобретени заключаетс , в том, что поверхности трени качени подвергают нагреву со скоростью -10 -10 К/с подвижным ленточным электронным лучом без оплавлени поверхности , ширина которого должна быть больше ширины поверхности качени , и обработку производ т за один или несколько проходов ленточного луча, при этом на поверхности образуетс упрочненный слой, причем толщина этого сло должна не менее, чем в 1,5 раза

превышать глубину расположени зоны максимальных касательных напр жений, возникающих при трении качени .

При поверхностной термообработке ленточным электронным лучом без оплавлени поверхностные слои материала имеют структуру скрытокристалличес- кого мартенсита с остаточным аусте- нитом и мелкодисперсные карбиды. Микротвердость такой структуры 11000- 12000МПа. Плотность дефектов кристаллической структуры повьш1аетс на по- р док по сравнению с объемной термообработкой (закалка+низкий отпуск), происходит измельчение блоков. Все это затрудн ет образование и распространение усталостных трещин в поверхностном слое.

Способ осуществл ют следующим образом .

СП

;о ел

ее

1595

Изделие после окончатеТхьной меха- .йической обработки подвергают поверхностной термообработке ленточным электронным лучом без оппавлени . Ширина луча больше ширины поверхности трени качени . В противном случае обработку всей поверхности придетс производить за несколько параллельных проходов. По кра м этих проходов об- разуютс зоны высокотемпературного отпуска, что резко снижает контактную выносливость поверхности. При пшрине ленточного луча, большей ширины обрабатываемой поверхности, зон отпуска не образуетс . Обработка может проводитьс как за один проход, так и за несколько повторных проходов. При повторных проходах луча по поверхности, уже подвергнутой ранее электронно- лучевой обработке, параметры сло измен ютс незначительно: немного по- вьш1аетс толщина упрочненного сло и незначительно повьпиаетс твердость. Повторна обработка ощутимого изме- нени свойств поверхностного сло не

дает.

При обработке параметры электронного луча выбирают такими, чтобы не было оплавлени поверхности. При оплав- ланий поверхностный оплавленный слой имеет структуру крупнокристаллического мартенсита, уменьшаетс твердость и дефектность структуры, что ведет к понижению долговечности поверхностей качени .

Толщина упроченного сло должна превышать глубину расположени зоны максимальных касательных напр жений не менее, чем в 1,5 раза. В противно случае .значительные касательные напр жени , возникающие при качении, действуют на границе упроченного сло с основным материалом шш вблизи ее и вызывают быстрое зарогвдение и раз витие трещин на этой границе. Это

приводит к отслаиванию упрочненного сло и резко уменьшаетс долговеч- нос-гь . При полуторной толщине упрочненного сло по сравнению с гл убиной; расположени зоны максимальных касательных; напр жений на границе упроченого сло с основным материалом напр жени существенно уменьшаютс и контактна вьшосливость повьш1аетс .

Способ реализуетс на установке, состо щей из вакуумного агрегата, . вол юш,его получить вакуум Ю -10 м рт.ст., электронной пушки с оптикой

.

2 см/с;

5

0

45

Пирса, создающей ленточный электронный луч требуе1 1х параметров, и блоков питани пушки.

Технологическа схема способа повышени контактной выносливости подшипниковых сталей:

1.Химическа очистка обрабатываемой поверхности.

2.Загрузка изделий в вакуумную

камеру.

3. Откачка вакуумной камеры до рабочего вакуума.

4. Вьшод электронной пушки на рабочий режим.

5.Электронно-лучева обработка

поверхности.

6.Напуск атмосферы в камеру и выгрузка изделий.

Пример конкретного режима обработки поверхностей качени подвижным ленточным электронным лучом: Материал сталь ШХ15.; Скорость движени луча

Ускор ющее напр жение9 кВ; . Ток луча 0,16 А; Тощина луча 1 мм; Толщина упроченного сло 160-180 мкм. Исследовани в электроннв-лучевой обработке на долговечность поверхностей трени качени проводили на кольцах роликоподшипников № 12208. Внутренние кольца обрабатывали по предлагаемому .способу и собирали с наружными кольцами и телами качени , которые подвергали лишь объемной термообработке . Стендовые испытани проводили на испытательной станции ГПЗ-10 на машине ЦКБ-50 при нагрузке 10900Н и числе оборотов внутренних колец 3800, При данной нагрузке зона максимальных касательных напр жений , возникающих при качении, дл внутреннего кольца находилась на глубине 100 мкм.

Claims

Как показали испытани , долговеч-- ность колец с электронно-лучевой обработкой по указанному способу по- вьш аетс в 3-4 раза по сравнению с прототипом. При этом ленточный электронный луч позвол ет обрабатывать поверхности различной конфигурации без переналадки оборудовани . Формула изобрете ни

Способ термической обработки стальных изделий, преимущественно поверхности качени подшипников, включающий нагрев без оплавлени поверхности качени ленточным электронным лучом с заданной шириной луча и закалку с образованием заданной глубины зоны упрочнени , отличающ ийс тем, что, с целью повышени контактной выносливости,предварительно определ ют глубину зоны расположени мак

симальных касательных напр жений, возникающих при трении качени под--: шипников, нагрев осуществл ют лучом с шириной более ширины поверхности качени , а закалку провод т с образованием зоны упрочнени глубиной, пре вышающей глубину расположени зоны макс1тальных касательных напр жений не менее чем в 1,5 раза.