Спосіб гарту стали

Промислове виробництво систематично піднімає планку перед критеріями міцності, зносостійкості металів, використовуваних в різних областях під високими навантаженнями. Одним із способів збільшення межі витривалості технологічного обладнання і вузлів машин виступає електромеханічна гарт сталевого прокату. Базується метод на застосуванні електричної енергії з високої концентрації на локальній ділянці. Формування нових експлуатаційних характеристик відбувається в місцях зіткнення металообробного інструменту з поверхнею заготовки. 

Об’єднує всі види електромеханічної обробки матеріально-технічне оснащення способу. при загартуванню використовується звичний інструментарій — фрезер, свердлильний, токарний або інший верстат. Роль своєрідного генератора обробки грає перетворювач електроструму. він доповнюється набором навісного обладнання для передачі заряджених частинок безпосередньо до місця зіткнення з оброблюваної заготівлею. Оснащення за рахунок ретельної ізоляції виключає «витік» електричного струму на металевий остов верстата. Важливо, що струм промислової частоти поширює свій вплив на строго певний шар матеріалу.

Принципово схема електромеханічного методу впливу на метал виглядає наступним чином. Через замкнуту ланцюг (інструмент, що обробляється деталь) безперервно пропускається струм, сила якого варіює в діапазоні від 400 до 3000 ампер. Температура в зоні прогріву досягає 900-1000 ° C.

Об’ємність прогреваемого шару мізерно мала в порівнянні з питомою вагою всієї деталі. Цей факт забезпечує швидке охолодження ділянки за рахунок поглинання тепла всередину оброблюваної металевої заготовки. Відбувається блискавична гарт поверхні. Для охолодження інструменту, електричних проводів і пристосувань, що беруть участь в процесі електромеханічної обробки додатково гідроприводом верстата подається і відводиться емульсія.

Різновиди електромеханічної обробки

Метод загартування металу за допомогою точкового впливу електричним струмом отримав розвиток в таких напрямках:

  1. Поверхневе загартування.
  2. Оздоблення (впорядкування) поверхневого шару.
  3. Відновлення, що супроводжується зміцненням.
  4. Електромеханічне дорнованіє.
  5. Підготовчий етап перед напиленням порошкових мас.

поверхневе гартування

перший напрямок замінює об’ємну загартування деталей в печах, процедури цементації і насичення поверхневого шару вуглецем з азотом при температурі 700-950 ° C в газоподібному середовищі. Часткової електромагнітної обробці піддаються заготовки з маловуглецевої сплаву заліза. переважно сталь марки 20 з характеристикою твердості по Роквеллу (HRC) — 42. Також використовується середньовуглецеву сегмент (45, 40X) І інструментальні сталеві сплави XВГ, У7, У13A, 9XC, твердість яких сягає величини 68 HRC.

Упорядкування поверхневого шару і підготовка до напилювання

Лазерна обробка і гарт поверхні сталевої заготовки

Поєднує загартування і сприяє формуванню оптимальної геометрії верхнього шару металу обробка з упорядкуванням, виконувана електромеханічним способом. Піддаються процесу сталеві заготовки з шорсткістю поверхні (Ra) в межах 0,63-0,32 мкм. Схема, як би об’єднує пластичну деформацію і власне загартування стали марки 45 (НRC не перевищує 65).

Електромеханічне вплив — початкова стадія процесу напилення порошкових матеріалів. Технологія допускає нарощування (відновлення при зносі) шару в 4 мм.

Зміцнююча відновлення і дорнованіє

За допомогою пластичної рекомбінації матеріалу заготовки з одночасним загартовуванням верхнього прошарку виконують відновлення. Воно неодмінно доповнюється частковим перенесенням інструментального матеріалу на функціональні ділянки деталі, до яких відносяться різьблення, посадочні борозенки валів під шарикопідшипники кочення, шпонки, шліцьові виступи і відповідні поверхні деталей. Результат відновлення — освіту зміцненої зони на поверхні заготовки з заданим показником твердості, при цьому економиться електроенергія, так як обробці піддається тільки конкретну ділянку заготівлі.

Твердосплавний Дорн кочення або ковзання в ході одного обороту дозволяє здійснити загартовування на всю довжину заготовки з охопленням всього периметра отвори. Дорнованіє сприяє вибудовування стійкої текстури металевих волокон і набуття поверхнею показників шорсткості в межах 0,63-0,32 мкм. Якщо дорнування піддається тонкостінна втулка, то процес забезпечує сполучна натяг деталі по зовнішньому діаметру, необхідне при її монтажі.

Преференції технології електромеханічної гарту

Перевагами високотехнологічного виду обробки металів по праву вважаються такі моменти:

  1. Контрастне підвищення зносостійкості. Показники характеристики зростають в 3-12 разів.
  2. дозволяє виконувати загартування маловуглецевих марок сталі.
  3. Економічний ефект від заміни трудомістких процедур цементування і нітроцементації.
  4. Підвищує межу витривалості залізного сплаву на 30-80%.
  5. процес виключає викривлення деталі, характеризується відсутністю обезуглероживания і окисної реакції на обробку.
  6. Твердість окремих сплавів може досягати НRC 68.

До позитивних сторін, що сприяє значному поширенню електромеханічного впливу на поверхню металевих деталей, відносять екологічну чистоту і безпеку процедури обробки. Простота впровадження операції не вимагає розробки нових інструментів для металообробки. Спосіб легко включається в ланцюг технологічних процесів. Важливо, що високий результат досягається як при дрібносерійному (одиничному, ремонтному) випуску деталей, так і при обробці, поставленої на потік.

Ссылка на основную публикацию