НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o044.pdf (1350.76Кб)

УДК 621.789

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана г.Королев, ОАО «Композит»

Для повышения надёжности и долговечности деталей узлов трения в промышленности широко применяются методы поверхностного упрочнения. К ним относится группа направлений, в основе которых лежит технология деформирующего резания (ДР) - метод механической обработки без отделения стружки.
Показано, что ДР позволяет создавать на стали полностью или частично закаленный поверхностный слой большой толщины (0,4…1.5мм) без привлечения дополнительных источников нагрева. Для реализации упрочения используется стандартное металлорежущее оборудование и простой инструмент.
Значительное тепловыделение в зоне обработки ДР и механическое воздействие со стороны инструмента позволяют нагревать подрезанные слои до температур структурно-фазовых переходов с получением закалённой структуры на поверхности в результате кондуктивного теплоотвода в холодную сердцевину заготовки. Формирование закалённой структуры происходит при значительных скоростях нагрева (порядка 106°С/c) и охлаждения, с значительными степенями и скоростями деформации.
Параметры режима резания и заточки рабочей части инструмента являются определяющими для типа и свойств получаемой упрочнённой структуры. Для создания закалённых структур требуется интенсификация тепловыделения и силовых воздействий при обработке.
Рассматриваются образцы со сквозной и частичной закалкой поверхности, полученные при токарной обработке стальных валов из стали 35. При сквозной закалке структурные превращения протекают по всей толщине подрезанного слоя, при частичной формируется закалённая прослойка с контактной прирезцовой стороны.
Образцы со сквозной закалкой имеют глубину упрочнённой структуры 0,5мм, при частичной закалке - 0,8мм. Микротвёрдость закалённых структур при сквозной закалке составляет 653HV0,1, а при частичной - 485HV0,1. Металлографический анализ показывает, что закалённые структуры, образующиеся при ДР отличаются значительной дисперсностью, в структуре присутствуют вытянутые волокна избыточного феррита. Отпуск структур при температурах 200..700ºС позволил установить, что микротвердость закалённых структур после ДР выше, чем у отпущенных после объемной закалки.
Особые структуры формируемые при ДР требуют более глубокого изучения различными методами физико-химического анализа и механических испытаний.

1. Гуляев А.П. Материаловедение. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
2. Зубков Н.Н. Особенности реализации метода деформирующего резания // Технология машиностроения. 2001. № 1. С.19-26.
3. Зубков Н.Н. Разработка и исследование метода деформирующего резания как способа формообразования развитых макрорельефов: дис. … докт. техн. наук. М., 2001. 478 с.
4. Зубков Н.Н., Овчинников А.И. Способ получения поверхностей с чередующимися выступами и впадинами и инструмент для его реализации: пат. 2044606 РФ. 1994. Бюл. № 27.
5. Зубков Н.Н. Ремонт, восстановление и модернизация на основе метода деформирующего резания // Ремонт, восстановление, модернизация. 2003. № 10. С. 7-11.
6. Зубков Н.Н., Овчинников А.И., Васильев С.Г., Симонов В.Н., Хасанян М.А. Способ упрочнения поверхности детали: пат. 2015202 РФ. 1994.
7. Зубков Н.Н., Васильев С.Г. Повышение износостойкости деталей пар трения на основе метода деформирующего резания // Упрочняющие технологии и покрытия. 2 0 13. № 8. С. 3-9.
8. Васильев С.Г., Попцов В.В. Повышение твёрдости поверхности детали термическим воздействием с использованием деформирующего резания // Известия ВУЗов. Машиностроение. 2011. № 1 2 . С. 37-43.
9. Багмутов В.П., Паршев С.Н., Дудкина Н.Г., Захаров И.Н. Электромеханическая обработка: технологические и физические основы, свойства, реализация. Новосибирск: Наука, 2003. 318 с.
10. Евдокимов В.Д., Клименко Л.П., Евдокимова А.Н. Технология упрочнения машиностроительных материалов. Киев: Изд-во «Профессионал», 2006. 352 с.
11. Kevin Chou Y. Surface hardening of AISI 4340 steel by machining: a preliminary investigation // Journal of Materials Processing Technology. 2002. Vol. 124, iss. 1-2. P. 171-177. DOI: 10.1016/S0924-0136(02)00132-2