Повышение износостойкости деталей при изготовлении

Высокие требования, предъявляемые к долговечности деталей машин, обусловливают необходимость применения при их проектировании и изготовлении совершенных методов расчета, использования легированных сталей и объемной термической обработки, ликвидации мест концентрации напряжений, привлечения средств упрочняющей технологии.

Особое внимание обращают на упрочнение поверхностного слоя элементов деталей, которые должны сохранить, возможно, дольше твердость, износостойкость, чистоту поверхности при работе в нормальных условиях. Это объясняется тем, что процессы изнашивания деталей происходят в поверхностных слоях и напряжения в них возрастают, как правило, от сердцевины к поверхности. Кроме того, на поверхности деталей концентрируются напряжения, вызываемые резкими переходами, царапинами и рисками, появляющимися после механической обработки, микротрещинами, возникающими при термической обработке. Сопротивляемость деталей изнашиванию снижается также под действием воздуха, воды.

Повышение износостойкости поверхностного слоя деталей может производиться: объемной и поверхностной термической обработкой (поверхностная закалка с нагревом токами высокой частоты или ацетилено-кислородным пламенем); химико-термической обработкой (азотирование, цементация, борирование и др.); механической обработкой (обкатка поверхностей роликами, обдувка стальной дробью); покрытием (хромированием, никелированием и др.); наплавкой износоустойчивыми металлами и сплавами.

Поверхностную закалку с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ) используют для деталей, у которых металл сердцевины должен быть вязким, а металл поверхностного слоя — твердым, например, шестерни, валы. При поверхностной закалке ТВЧ нагрев детали производят до температуры 820—880°С в магнитном поле, а затем следует быстрое охлаждение водным душем или погружением в охлаждающую жидкость. Магнитное поле создается при прохождении переменного тока высокой частоты (до 106 Гц) через индуктор, представляющий собой спирально согнутые медные трубки, охлаждаемые проточной водой. В детали, помещенной в магнитное поле, возникают вихревые токи, которые концентрируясь у поверхности, производят ее быстрый нагрев (2—5 с). Продолжительность нагрева детали определяется маркой стали, толщиной слоя закалки и режимом работы установки. На рис. 11.1 приведена схема непрерывно-последовательной закалки ТВЧ вала, двигающегося сверху вниз через индуктор и охлаждающее устройство. Каждый участок вала поступает последовательно в зону нагрева и охлаждения. Твердость поверхности деталей из среднеуглеродистых и легированных сталей достигает HRC 35—55. В качестве источника ТВЧ применяют машинные и ламповые генераторы

Для поверхностной закалки деталей при нагреве ацетиленокислородным пламенем применяют оборудование для газовой сварки и резки металла, а также специально переоборудованные сварочные горелки. К наконечникам горелок присоединяют ацетиленовые, кислородные и водяные шланги. Закалочный наконечник дает широкий факел пламени и нагревает деталь, а идущий за ним водяной душ производит закалку. Скорость передвижения горелки зависит от глубины закалки, мощности пламени, марки стали, а также толщины металла детали. Давление поступающего в горелку кислорода составляет 0,3 МПа, ацетилена — 0,01—0,07 МПа и воды — 30—40 МПа.

Рис. 11. 1. Схема поверхностной закалки деталей токами высокой частоты:

1 – закаливаемая деталь; 2 – индуктор; 3 – токопровод; 4 – охлаждающее устройство;

5 – закаленный слой детали

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: