Способ поверхностного легирования металлических изделий

Способ поверхностного легирования металлических изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Сециапистичесиие

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii 865974 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 18,05.79 (2!) 2768846/?3-02 с присоединением заявки РЙ (23)Приоритет (51) М. Кл.

9вударотвеииыИ комитет

СССР по делем изобретений и открыти)!

С 23 С 17/00

Опубликовано 23 ° 09.8), Бюллетень № 35 (53) УДК 621.785. .51.539(088.8) Дата опубликования описания 25,09.81 (72) Автор изобретения

В. N. Савищенко (71) Заявитель

Липецкий политехнический институт (54)СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно металлургическому и может быть использовано при химикотермомеханической обработке рабочих поверхностей прокатных валков, литейных металлоформ, штампов, 5 пресс-форм и других металлических изделий.

Известен способ термомеханической обработки стальных изделий, по кото10 рому 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 горячей обработке давлением(прокатывают)11).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ нанесения легирующих элементов электролитическим методом с последующим уплотнением образовавшегося металлического покрытия обкатыванием изделия роликом с электроконтактным подогревом путем про ;ускания электрического тока через контакт ролика с изделием I2).

Однако нанесение легирующих элементов в виде покрытий электролитическими методами технически сложно и малопроизводительно, 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 микронеровностя865974 ми), в полученные впадины насыпают порошок из легирующих элементов (хром, вольфрам, молибден и т.д.) и производят обработку поверхности изделия давящим инструментом, например 5 обкатывают твердосплавным роликом.

При этом через контакт давящего инструмента с изделием пропускают электрический ток низкого напряжения °

Изменением шероховатости (величины Н ) — размеров (объема) впадин микронеровностей, образуемых предварительной обработкой поверхности изделия резанием перед легированием, достигают заданной степени {насыщенноСти) 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 {беэ окислов и окалины) упроч ненная поверхность с плотным поверхностным слоем, обладающим повышенной термической и механической стойкостью.

Пример. Легирование рабочей

30 поверхности прокатного валка осуществляют на токарном станке, в центрах которого устанавливается изделие.

Перед легированием рабочую поверхность валка предварительно протачивают, обеспечивая заданную шероховатость.

В резцедержателе станка взамен токарного резца устанавливают электроизолировано давящий инструмент, напри-4О мер твердосплавный ролик из Т15К6.

Спереди давящего инструмента устанавливают в контакт с рабочей поверхностью изделия порошкоподающее устройство, закрепляемое также на суппорте 45 токарного станка, и осуществляют обработку валка поверхностным пластическим деформированием с электроконтактным подогревом.

Засыпка легирующего порошка во so впадины шероховатости производится в процессе осуществления обработки изделия поверхностным пластическим деформированием.

Электроконтактный нагрев металла с легирующими элементами происходит только в зоне контакта давящего инст-. румента с изделием включением их в цепь вторичной обмотки понижающего трансформатора.

Сила прижатия давящего инструменJ та 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 5 = 1,0 мм /об (для инструмента с тороидальной поверхностью К=

30 мм, r= 5 мм), Во время обработки поверхностным пластическим деформированием в зоне деформирования (металл с легирурщими 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.

Легируюпдй порошок, засыпанный во впадины шероховатости, надежно удерживается в них в связи с наличием на 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. J

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, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения технологии обработки и повышения производительности способа, сначала на поверхности образуют микрорельеф путем обработки изделия резанием, затем во впадины насыпают порошкообразные легирующие элементы и осуществляют обкатку роликом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

865974

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 392170, кл. С 23 С 17/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

S Ф 109533, кл. С 23 С 17/00, 1968

Составитель Л. Бурлинова

Редактор Н, Егорова Техред М. Рейвес Корректор У.Пономаренко

Заказ 8009/42 Тираж 1051 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035< Москвад Ж-35 Раушская наб. д,4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул,Проектная,4