Научная статья на тему 'Розробка технології місцевого поверхневого зміцнення зубчатого циліндричного колеса відцентрованого змішувача'

Розробка технології місцевого поверхневого зміцнення зубчатого циліндричного колеса відцентрованого змішувача Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
86
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
поверхневе місцеве зміцнення / нітроцементація / обмазки / дифузійний шар / local surface hardening / carbonitriding / coating / diffusion layer

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — К. О. Костик

Розроблено технологію місцевого поверхневого зміцнення зубчатого циліндричного колеса зі сталі 45Л, яка полягає в поєднанні високого відпуску з розробленою технологією низькотемпературної нітроцементації з обмазок. Виявлено, що при підвищенні температури низькотемпературної нітроцементації від 500 °С до 650 °С протягом 5 годин в обмазках з порошкової суміші збільшується глибина дифузійного шару від 0,07 до 0,21 мм відповідно, а поверхнева твердість зменшується від 7,6 до 5,4 ГПа. Встановлено раціональний режим зміцнення поверхневого шару при температурі 550–600 °С протягом 5 годин, після проведення якого поверхнева твердість становить 7,2–6,5 ГПа з загальною глибиною дифузійного шару ~ 0,15 мм. Розроблена технологія дозволяє проводити місцеве зміцнення ділянок деталі під час проведення високого відпуску, завдяки чому відбувається значна економія ресурсів та енергії України.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Development of technology for local surface hardening of cylindrical gear wheel of a centrifugal mixer

The technology for local surface hardening of toothed cylindrical wheels of steel 45, which is a combination of high-temperature tempering with the developed technology of low-temperature carbonitriding of coatings is developed. It is revealed that with increasing temperature the low-temperature carbonitriding of from 500 °C to 650 °C for 5 hours in the coatings from powder mixtures increased depth of the diffusion layer from 0.07 to 0.21 mm, and the surface hardness decreases from 7.6 to 5.4 GPa. Rational mode of hardening of the surface layer at a temperature of 550–600 °C for 5 hours, after which the surface hardness is 7.2–6.5 GPa total depth of the diffusion layer ~ 0.15 mm is proposed. The developed technology enables a local reinforcement sections detail during the high-temperature tempering, resulting in a significant saving of resources and energy of Ukraine.

Текст научной работы на тему «Розробка технології місцевого поверхневого зміцнення зубчатого циліндричного колеса відцентрованого змішувача»

УДК 621.785.53

Канд. техн. наук К. О. Костик Нацюнальний техычний уыверситет «Харкiвський полiтехнiчний шститут», м. Харш

РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГИ М1СЦЕВОГО ПОВЕРХНЕВОГО ЗМ1ЦНЕННЯ ЗУБЧАТОГО ЦИЛ1НДРИЧНОГО КОЛЕСА В1ДЦЕНТРОВАНОГО ЗМ1ШУВАЧА

Розроблено технологгю мгсцевого поверхневого змщнення зубчатого цилгндричного колеса 3i стал! 45Л, яка полягае в поеднаннi високого вгдпуску зрозробленою технологгею низькотемпературно'1 нгтроцементацИ з обмазок. Виявлено, що при пгдвищеннг температури низькотемпературно'1 нгтроцементацИ вгд 500 °С до 650 °С протягом 5 годин в обмазках з порошковой сумгшг збшьшуеться глибина дифузшного шару вгд 0,07 до 0,21 мм вгдповгдно, а поверхнева твердють зменшуеться вгд 7,6 до 5,4 ГПа. Встановлено рацгональний режим змгцнення поверхневого шару при температург 550-600 °С протягом 5 годин, тсля проведення якого поверхнева твердють становить 7,2-6,5 ГПа ззагальною глибиною дифузшного шару ~ 0,15мм. Розроблена технологгя дозволяе проводити мгсцеве змщнення дшянок деталг тд час проведення високого вгдпуску, завдяки чому вгдбуваеться значна економгя ресурыв та енергИ Украши.

Ключовi слова: поверхневе мгсцеве змщнення, нгтроцементацгя, обмазки, дифузшний шар.

Вступ

Лиття е одним з найбшьш поширених способiв ви-робництва заготовок для деталей машин. Приблизно близько 70 % (за масою) заготовок отримують литтям, а в деяких галузях машинобудування, наприклад у вер-статобудувант, 90-95 %. Широке розповсюдження ли-варного виробництва пояснюеться великими його перевагами порiвняно з шшими способами виробництва заготовок (кування, штампування). Литтям можна от-римати заготовки практично будь-яко! складносп з мшмальними припусками на мехашчну обробку. Це дуже важлива перевага, осюльки скорочення витрат на обробку рiзанням знижуе собiвартiсть виробiв i змен-шуе витрату металу. Крiм того, виробництво литих заготовок значно дешевше, нiж, наприклад, виробництво поковок.

На сьогодт виливки в нашш крат виготовляються на щдприемствах майже вах мiнiстерств i вщомств. Най-бiльша питома вага припадае на галузi машинобудування i металообробки, як1 е основними виробниками i споживачами литва. Характерною особливою ливар-ного виробництва е неможливють створення мiжопе-рацiйних доробк1в рщкого металу, формувальних сумь шей, форм i стрижнiв. Технологiчнi процеси в ливарно-му виробництвi носять закритий характер, тобто пролкають в умовах, що не дозволяють проводити вiзу-альний контроль за !х ходом (плавления металу, заливания його у форми, охолодження вiдливань). Тому от-римання як1сних вiдливань в основному визначаеться точтстю дотримання технологи ввдливання, якiстю фор-мувально! сумш^ модельного оснащення, режимами охолоджугання i термiчноl обробки готових виливк1в.

За останш роки освоено багато прогресивних тех-нологiчних процесiв, що тдвищують як1сть, знижують

© К. О. Костик, 2015

витрати на виготовлення вiдливань, забезпечують за-хист навколишнього середовища. Освоено серiйне ви-робництво нового устаткування, зокрема автоматич-них лiнiй виготовлення ввдливань у разових формах, ав-томатичних i натвавтоматичних машин i лiнiй. Велика увага придметься створенню теорп конструшвання i розробцi робочих процесiв високопродуктивних i без-шумних машин, комплексних автоматичних лiнiй i аг-регалв безперервно! до з високим ступенем надшносп.

Але використання сучасних засобiв автоматизацп потребуе досконалого знання конструкцп устаткуван-ня. Серед найпоширенiших типiв змiшувачiв - змiшу-вачi катковi з вертикальними катками та горизонталь-ними катками - вiдцентровi.

Надiйнiсть роботи машини та И довговiчнiсть в цшо-му залежить вiд якост окремих деталей. Змiна традиц-iйних марок сталей деталей ливарного устаткування на легованi не е доцшьною з екожмчдох точки зору, тому мюцеве змiцнения деталей простими технолопями е актуальним питанням сьогодення.

Аналiтичний огляд джерел шформаци

Одтею з технологий поверхневого змщнення е х1мжо-термiчна обробка, зокрема нiтроцементацiя.

НизькотемпераIуриiй иiтроцемеитацii при (560-700) °С пiддають сталi рiзноманiтного призначення для тдви-щення !х поверхневоi твердостi, зносостiйкостi, межi витривалост i теплостiйкостi. Зазвичай ця обробка проводиться при температурi (560-580) °С, тому в процесi обробки при такш температурi на сталi утворюеться азотований шар, а вуглець просякае на глибину лиш шлька мiкрон, де може утворитися тонка карбонирид-на зона [1].

Такш обробцi пiддають швидкорiзальну сталь для шдвищення стiйкостi рiзального шструменту. Процеси

проводить в активних газових, рщких та порошкових сумiшах, як1 забезпечують насичення поверхневих шарiв сталi азотом на глибину 0,01-0,025 мм. Нироце-менгащю проводить в сумiшi, яка складаеться з 65-75 % газу, що мiстить вуглець i 25-35 % амiаку; тривалiсть процесу 1-2 години. На деяких пiдприeмсгвах застосо-вують газове середовище, яке отримують пропускаю-чи амiак крiзь деревне вугшля, яке на^вають до темпе-ратури (850-900) °С або 560 °С (у муфелi) [2].

Треба вщмггати, що малоактивнi гази, як1 не вико-ристовують для цементацп або високотемпературно! ттроцементацп, цiлком придатнi для обробки швидко-рiзaльноl сталi, тому що основним елементом, який ут -ворюе дифузiйний шар високо! твердостi, у цьому ви-падку, е азот.

Основна функцiя газу, що мютить вуглець, - розво-дити амiак, щоб запобiгги перенасичення поверхнево-го шару азотом i появи крихко! штридно1 скоринки [3].

Мжроструктура сталi, яку тддали низькотемпера-турнiй штроцемеш'аци аналогiчно мiкроструктурi азо-тованого шару ща сталi [4]. Тому далi розглядаемо ме-хашзм утворення нiтроцементованого шару, як азото-ваного.

Мехашзм утворення дифузiйного шару полягае у наступному. У стабiльнiй системi Бе-М у рiвновазi зна-ходяться а- та у- тверд1 розчини азоту в залiзi та газопо-дiбний азот. Високоазотистi сумiшi (штриди) дисоцш-ють з видшенням азоту. Утворюваний при цьому азот тд високим тиском накопичуеться у дефектних д!лян-ках решiтки (дислокацях, границях зерен тощо) спочат-ку в атомарному, а потiм у молекулярному виглядг Однак найбiльше значения мае метастабшьна система Бе-М [5].

1) а- фаза - азотистий ферит з ОЦК-решигсою з пер-iодами (залежно вiд вмiсту азоту) 0,28664-0,2877 нм. Азот займае октаедричт пори у решищ а- Бе. Роз-чиннiсть азоту в а- фaзi при евте^'о^тй температурi не перевищуе 0,11 %. Знижуючись при шмнатнш тем-перaтурi до 0,04 %, азотистий ферит феромагттний;

2) у- фаза (азотистий аустетт) мае ГЦК-реши'ку з неупорядкованим розташуванням ашшв азоту в окта-едричних порах. Максимальна розчинтсть азоту в у- фaзi становить 2,8 %. При темперaтурi 590 °С у- фаза зазнае евтекто1дного розпаду у ^ а + у'. За умов знач-них переохолоджень у- фаза тддаеться мартенситно-му перетворенню зсуву. Азотистий мартенсит (а' - фаза) е пересиченим розчином азоту а- Бе i мае тетрагональ-ну об'емноцентровану решiтку;

3) у'- фаза вщповвдае твердому розчину на бaзi ттри-ду Ре4К Зона гомогенностi при 590 °С знаходиться у межах 5,30-5,75 % N. у'- фаза кристaлiзуеться в ГЦК-решiтцi з ашшв зaлiзa з упорядкованим розташуванням ашшв азоту в центрах елементарних кубiв (1/2 1/2 1/2). Перюди решiткж з боку зaлiзa а = 0,3791 нм, а з боку азоту а = 0,3801 нм, у'- фаза феромагттна;

4) е- фаза - твердий розчин на бaзi ттриду Бе2-3М юнуе в широкому iитервaлi концеитрaцiй 4,55-11,0 % N.

Основа И кристaлiчноl будови е щшьне гексагональне упакування aтомiв зaлiзa. Атоми азоту розташовують-ся в октаедричних порах, що утворюють пiдрешiтку типу грaфiту. При темперaтурi 650 °С е- фаза тддаеться ев-тектоlдиому розпаданню на ( у + у')-фази. Вмiст азоту в евтектощ складае 4,5 %. Ця фаза феромaгнiтнa;

5) фаза (Бе^Ы) мае ромбiчну решигсу з упорядко-вано розподiленими атомами азоту. Кристaлiчну структуру фази можна розглядати як викривлену модифь кацш решiтки е- фази (псевдогексагональну). Зона го-могенностi фази невелика i знаходиться в межах 11,07-11,18 %. Вищий нтрид зaлiзa стшкий у рiвновaзi з aмiaком при темперaтурi до 450 °С. При бiльш високих температурах в aтмосферi aмiaку вiн розпадаеться нaвiть при невеликому вмiстi водню.

У процесi формування дифузiйних шaрiв необхвдно контролювати не тiльки стан насичувально1 атмосфе-ри, а й умови нaгрiву мaтерiaлу, що тддаеться ХТО, до температури ттроцементацп [10].

Якщо при нaгрiвaннi i в процеа обробки мaтерiaлу значення цього потенщалу тримаеться вище вщношен-ня у'/е, шари будуть складатись з е- i у'- фаз. Однак, якщо при ттроцементацп його значення буде нижчим вiд указаного ввдношення, шари, сформовaнi на стaльнiй тдкладщ в процесi насичення, будуть складатись лише з одте1 у'- фази [11].

Постановка задачi

Зубчате колесо цилiидричне - нaйбiльш вщповвдаль-на та навантажена деталь вщцентрованого змiшувaчa для виготовлення формувально1 сумш^ Цю деталь ви-готовляють зi стaлi 45 Л, яку полм шддають покращен-ню, що забезпечуе тверд^ь 28-32 БЯС. Зубчате колесо цилiндричне мае велик! габарити, тому принципово мiияти режим змiцнения поверхневого шару е пробле-матичним. Пропонуеться ввести невелик! змши у тех-нолопчний процес термiчноl обробки детaлi, а саме тд час проведення високого вщпуску змiцнювaти по-верхню колеса з нанодисперсно1 обмазки, яку можли-во наносити мiсцево. Обмазка дозволить отримати ди-фузшний шар аналопчний азотованому.

Застосування трaдицiйного процесу азотування спрямоване на змшнення рiзномaиiтних сталей i сплaвiв, деталей машин та шструменпв, що експлуатуються за р!зних умов. Хiмiко-термiчнa обробка мае багато тех-нолопчних вaрiaнтiв, i ви6!р того чи шшого процесу визначаеться технолопчтстю, можлив^ю регулюван-ня будови утворюваного шару, швидк1стю насичення поверхт, часом тдготовчих робп; р!вшм автоматизаци, економiчнiстю, дотриманням вимог з охорони пращ та навколишнього середовища.

Традицшш процеси - у соляних ваннах й у газовому середовищi з застосуванням aмiaку, природного газу та ш. створюють цшком певний тип шару (е- штриди). Однак вони не в змоз! задовольнити конкретнi вимоги, пропоновaнi до будови шaрiв залежно ввд умов роботи деталей, i е досить шшдливими i тривалими процесами (до 50-100 годин).

Тому в робот доцiльне випробування hoboï азотов-MicHOÏ нанодисперсно1 обмазки для вдосконалення тех-нологiчного процесу змiцнення зубчатого колеса цил-iндричного.

Метою науково-дослiдноï роботи е розробка технологи мшцевого поверхневого змщнення зубчасто-го цилiндричного колеса вщцентрованого змiшувача для виготовлення формувальноï сумшь Для досяг-нення поставленоï мети необхщно вирiшити так задай:

- дослiдити вплив температури обробки на форму-вання дифузiйного шару;

- виявити рацiональний режим мюцевого поверхневого змiцнення;

- дослщити змiну ефективного коефiцiенту дифузiï' азоту в стал 45 Л вiд температури низькотемпературноï' ттроцементацп.

Дослiджуванi матерiали для технологи мкцевого поверхневого змщнення зубчастого цилшдричного колеса

Матерiалом для дослщження в цiй науково-дослщ-ницькш робой е сталь 45Л (яка аналогична стал1 45). Перед змщненням поверхню дослвджуваних зразшв очищали ввд слiдiв окалини, iржi, змащення й iнших забруд-нень. Незначш забруднення видаляли знежиреним бензином «Калоша». Попм шлiфували й полiрували поверхню з наступним знежиренням 96 % спиртом. На поверхню зразшв наносили обмазку, яка складалася з азото- вуглецевмiсноï' речовини (3 ваговi частки), бури Na2B4O7 (2 ваговi частки). Ц складовi перемiшували в сухому сташ, потiм додавали зв'язувальнi компоненти (96 % спирт i розчин клею БФ-2 в ацетош) до консис-тенцiï' сметани i перемiшували для отримання одно-рiдноï маси. Обмазка наносилася на зразки у два або три шари (до 3-4 мм). Шсля цього зразки просушува-лися у шафi при температур 140 °С протягом 30-40 хв. до повного висихання. Технолопю змiцнення можна назвати нiтроцементацiею з обмазки.

Для стал1 45Л гартування робили при Т = 850 °С протягом 15 хвилин з охолодженням у водi. Змщнення по-лягало у сумiщеннi ввдпуску з нiтроцемнтацiею з обмазок. Обробку зразшв здшснювали в камернш печi при температурах 500, 550, 600 та 650 °С протягом 5 годин.

Дослщження мiкроструктури зразшв зi сталi 45Л проводилися методом оптичжй м^оскопп. На зразках тсля хiмiко-термiчноï' обробки знiмався шар глибиною 1 мм, а потiм виготовлялися мiкрошлiфи, як знаходи-лися в струбцинах для збереження шару. Розмiри досл-iджених зразшв: висота 18 мм, товщина 10 мм, ширина 10 мм.

Вимiрювання мiкротвердостi було проведено на прилащ ПМТ-3 при навантаженш 50 i 100 грашв i вит-римки 15 секунд зпдно з ГОСТ 9450-76. 1ндентором була алмазна пiрамiда iз квадратною тдставою правильноï' чотиригранноï' форми з кутом при вершинi мiж проти-лежними гранями рiвним 136°.

Результати дослщжень

Звичайна TepMÎHHa обробка сгалi 45 Л полягае в пол-шшенш, а саме гaртувaннi при 850 °С протягом 15 хвилин з охолодженням у водi та вщпуску протягом 1,5 години при темперaтурi 600 °С з охолодженням на спокойному повирг

Для вщповвдальних деталей 3i складною конфiгурa -цiею проводять стaбiлiзувaльний вщпуск для зняття внутрiшнiх напружень, що неминуче виникають у ви-робi при рiзaннi i можуть бути джерелом пiдвищених деформaцiй та отримання сорбиу вiдпуску.

Нiтроцементaцiя з обмазок для c^i 45 Л показала, що зi збiльшенням температури ввд 500 до 650 °С глиби-на дифузшного шару збшьшуеться ввд 70 до 210 мкм, а глибина нiтридного шару - вiд 25 до 90 мкм ввдповвдно (рис. 1).

3i збiльшенням температури вщ 500 °С до 650 °С поверхнева твердicть значно знижуеться (рис. 2). Це пов'язано з активною дифузiею азоту вглиб металу. Анaлiз цих кривих показуе, що твердють дифузшного шару залежить вiд вмюту вуглецю. Чим бiльший вмicт вуглецю, тим вища твердicть за рахунок формування додаткових нiтридiв та карбщв.

300 -i-

s 250 -&

g 200 -га

1 i™ -

к §

t 100 I 50 -

я

m

о -

450 500 550 600 650 700 Температура, "С -с^дифуз1йний шар -7>-£-фаза

Рис. 1. Загальна глибина дифузшного шару стал1 45Л залежно вщ температури штроцементаци протягом 5 годин

800 700

PS

g

s

j? 600 -S

g.

I ÎOO

S

g, 400 ■

о

e

300 200

500 sso 600 650

Те*гперяггура обрлпкп, °C

Рис. 2. Поверхнева твердють стал1 45Л залежно вщ температури штроцементаци протягом 5 годин

Змша мжротвердосп дифузiйних шарiв сталi шсля низькогемпературно1 ттроцементацп протягом 5 годин при рiзних температурах наведена на рис. 3.

Рис. 3. Змша мжротвердост дифузшних шар1в стал1 30Г июля штроцементаци протягом 5 годин при 500-650 °С

Для стал 45 Л найбшьша твердость ввдповвдае температур 500 °С, але товщина загального дифузшного шару е недостатньою. При температур1 550 °С товщина шару значно збшьшуеться, поверхнева тверд1сть залишаеть-ся вщносно великою. З шдвищенням температури до 600-650 °С значно зростае шар при зниженн твердосп. Враховуючи оптимальне сшввщношення поверхнево! твердосп та товщини дифуз1йних шар1в, вибираемо температуру низькотемпературнох нпроцементацл 550-600 °С для стал 45 Л.

Максимальне змщнення стал1 45 Л (до 7,6 ГПа) дося-гаеться при низьких температурах (500 °С), коли в про-цеа насичення в а- фаз1 спостертаеться утворення ок-ремих н1трид1в та карботтрид1в. При тдвищенн температури ХТО до 550 °С твердеть поверхневого шару знижуеться до 7,2 ГПа. Насичення азотом та вуглецем при 600-650 °С, коли дифуз1я штенсивно йде углиб ме-талу, призводить до помггного зниження твердосп до 6,5-5,4 ГПа стал 45Л (див. рис. 3).

Перепад твердосп тим бшьший, чим нижча температура нпроцементацп. Чим вища температура штроцементаци, тим бiльша глибина дифузшного шару 1 бшьш рiвномiрне падння гвердосгi по товщит шару (див. рис. 3).

Залежшсть експериментальних ефективних ко-ефiцiентiв дифузи азоту для стал! 45Л при р!знш температур! низькотемпературно! штроцементаци показана на рис. 4.

Як i очiкували, з пiдвищенням температури ефек-тивний коефiцiент дифузи зростае i змiнюегься за формулою полшому третього ступеня:

Б = -0,0234/3 + 0,1535/2 - 0,1317/+0,0717.

З рис. 4 видно, що низькотемпературна ттроцемен-тащя в запропонованiй нами азотовмiснiй речовиш дозволяе прискорити процес, що пояснюеться збшьшен-

ням коефiцiента дифузи в 2-3 рази залежно в1д температури ХТО пор1вняно з теоретичними значеннями Бм при газовому азотуванш. Це пояснюеться двома яви-щами: по-перше, при використанш азотовмiсноl речо-вини значно щдвищуеться кшьшсть активних радикалiв азоту, пор1вняно з азотуванням в амiацi - до 50 %; подруге, дисперсний порошок, маючи дуже велику ак-тивну поверхню, практично вiдразу при досягненш за-дано1 температури розкладаеться з видшенням активного атомарного азоту i вуглецю.

З пiдвищенням температури крива мае бшьш пологий вигляд, що пов'язано з1 збшьшенням швидкосп дифузи вглиб металу, але обмазка мае обмежену юльюсть насичувальних речовин, тому нема нового потоку ато-марних речовин для подальшого формування поверх-невих карбо-ниридних шарiв.

Рис. 4. Залежшсть ефективного коефщента дифузи азоту в сталi 45Л вщ температури низькотемпературноi' штроцементаци

Висновки

Проаналiзувавши огриманi данi, можна зробити таю висновки:

1. При шдвищенш температури низькотемператур-но! штроцементаци ввд 500 °С до 650 °С протягом 5 годин в обмазках з порошково1 сушш! збiльшуеться глибина дифузшного шару в1д 0,07 до 0,21 мм вщповвдно, а поверхнева твердють зменшуеться ввд 7,6 до 5,4 ГПа.

2. Рацюнальним режимом змщнення поверхневого шару штроцементащею вважаемо при темперагурi 550-600 °С протягом 5 годин, п1сля проведення яко1 поверхнева твердiсть становить 7,2-6,5 ГПа з загальною глибиною дифузшного шару ~ 0,15 мм.

3. Доцшьно поеднувати високий вщпуск зубчасто-го цилшдричного колеса з1 сталi 45 Л з розробленою техно-лопею низкaгемпературноl нпроцементацл з обмазок.

4. Прискорення дифузи зростае майже в 2-3 рази залежно в1д температури ХТО при використанш запропо-нованого нами способу нпроцементацл. З шдвищенням температури ефекгивний коефщент дифузи зростае i змiнюеться за формулою потному третього ступеня.

5. Розроблена технология дозволяе проводити м1сце-ве змщнення дшянок детал1 тд час проведення високо-го вщпуску.

6. Вщбуваеться значна економ1я ресурав та енергп Украши за рахунок розроблено! технологи змщнення зубчастого цил1ндричного колеса з1 стал1 45Л.

Список лтератури

1. Чаттерджи-Фишер Р. Азотирование и карбонитриро-вание / Р. Чаттерджи-Фишер, Ф.-В. Эйзелл, Р. Гофман и др. ; пер. с нем. В. А. Федоровича; под ред. А. В. Супо-ва. - М. : Металлургия, 1990. - 280 с.

2. Тарасов А. Н. Высокотемпературная нитроцементация и низкотемпературное никотрирование стали 16Х-ВИ для повышения износостойкости / А. Н. Тарасов, А. Г. Ня-тин, П. Р. Шевченко // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2007. - № 5. - С. 27-31.

3. Петрова Л. Г. Внутреннее азотирование жаропрочных сталей и сплавов / Л. Г. Петрова // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2001. - № 1. -С. 10-17.

4. Фунатани К. Низкотемпературное азотирование сталей в соляных ваннах / К. Фунатани // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2004. - № 7. -С. 12-17.

5. Айрапетян Н. А. Повышение износостойкости конструкционных сталей с помощью низкотемпературного насыщения углеродом и азотом / Н. А. Айрапетян // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2005. - № 5. -С. 23-26.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Костик Е.А. Разработка технологии местного поверхностного упрочнения зубчатого цилиндрического колеса центробежного смесителя

Разработана технология местного поверхностного упрочнения зубчатого цилиндрического колеса из стали 45Л, которая заключается в сочетании высокого отпуска с разработанной технологией низкотемпературной нитроцементации из обмазок. Выявлено, что при повышении температуры низкотемпературной нитроцементации от 500 °С до 650 °С в течение 5 часов в обмазках из порошковой смеси увеличивается глубина диффузионного слоя от 0,07 до 0,21 мм, а поверхностная твердость уменьшается от 7,6 до 5,4 ГПа. Установлен рациональный режим упрочнения поверхностного слоя при температуре 550-600 °С в течение 5 часов, после проведения которого поверхностная твердость составляет 7,2-6,5 ГПа с общей глубиной диффузионного слоя ~ 0,15 мм. Разработанная технология позволяет проводить местное упрочнение участков детали во время проведения высокого отпуска, благодаря чему происходит значительная экономия ресурсов и энергии Украины.

Ключевые слова: поверхностное местное упрочнение, нитроцементация, обмазки, диффузионный слой.

Kostyk K.O. Development of technology for local surface hardening of cylindrical gear wheel of a centrifugal mixer

The technology for local surface hardening of toothed cylindrical wheels of steel 45, which is a combination of high-temperature tempering with the developed technology of low-temperature carbonitriding of coatings is developed. It is revealed that with increasing temperature the low-temperature carbonitriding of from 500 °C to 650 °C for 5 hours in the coatings from powder mixtures increased depth of the diffusion layer from 0.07 to 0.21 mm, and the surface hardness decreases from 7.6 to 5.4 GPa. Rational mode of hardening of the surface layer at a temperature of 550-600 °C for 5 hours, after which the surface hardness is 7.2-6.5 GPa total depth of the diffusion layer ~ 0.15 mm is proposed. The developed technology enables a local reinforcement sections detail during the high-temperature tempering, resulting in a significant saving of resources and energy of Ukraine.

Key words: local surface hardening, carbonitriding, coating, diffusion layer.

6. Fernandes F. A. P. Wear of plasma nitrided and nitrocarburized AISI 316L austenitic stainless steel / F. A. P. Fernandes, S. C. Heck, R. G. Pereira, A. Lombardi-Neto and etc. // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. - 2010. - T. 40(2). - C. 175179.

7. Shu-Hung Yeh. Effects of Gas Nitriding on the Mechanical and Corrosion Properties of SACM 645 Steel / Shu-Hung Yeh, Liu-Ho Chiu, Heng Chang // Engineering, Scientific Research Publishing. - 2011. - T. 9(3). - C. 942-948.

8. Ben Slima S. Ion and Gas Nitriding Applied to Steel Tool for Hot Work X38CrMoV5 Nitriding Type: Impact on the Wear Resistance / S.Ben Slima // Materials Sciences and Applications, Scientific Research Publishing. - 2012. -T. 9(3). - C. 640-644.

9. Baranowska J. Functional characteristics of nitride layers on austenitic steel produced by gas nitriding / Jolanta Baranowska // Material Science. - Lithuania, 2005. -T. 11(3). - C. 226-307.

10. Fossati, A.Glow-discharge nitriding of AISI 316L austenitic stainless steel: influence of treatment time / A. Fossati, F. Borgioli, E. Galvanetto [etc.] // Surface and Coat. Technol. -2006. - T. 200(11). - C. 3511-3517.

11. Liu Junyou. Nitridation of iron by the mixing technology with laser and plasma beams / Liu Junyou, Sun Fenqjiu, Yu Hanjinq // Appl. Surface Sci. - 2005. 252. - № 4. - P. 921928.

Одержано 09.11.2015

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.