Способы упрочнения поверхностного слоя

Различные способы поверхностного упрочнения детали могут существенно повысить значение коэффициента качества поверхности р (до 1,5—2 и более вместо 0,6—0,8 для деталей без упрочнения). Подробные данные о величине Р в зависимости от способа упрочнения поверхностного слоя (наклепа, цементации, азотирования, поверхностной закалки нагревом т. в. ч. и т. д.) приведены в справочниках. [c.229]

СПОСОБЫ УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ [c.25]

Прогрессивным способом упрочнения поверхности лопаток паровых турбин в настоящее время считается упрочнение электроискровым способом [Л. 5, 37 и 40]. Сущность этого способа упрочнения поверхностного слоя заключается в том, что под действием искрового разряда, возникающего между электродом и лопаткой, происходит оплавление небольших участков электрода и детали и одновременно перенос материала электрода на деталь. Перенесенный материал электрода, смешиваясь с оплавленным материалом лопатки, образует легированный слой на ее поверхности. Этот твердый [c.79]

Кроме уже рассмотренных способов упрочнения поверхностного слоя изделий проведением закалки т. в. ч. и ХТО, в технике широко используются методы механического упрочнения. Из них наиболее важное значение имеет дробеструйная обработка, при которой поверхность уже полностью механически обработанных деталей обрабатывается дробью. Такая обработка осуществляется с помощью специальных дробеструйных установок, выбрасывающих стальную или чугунную дробь на поверхность обрабатываемой детали. Удары быстро летящей дроби вызывают пластическую деформацию поверхностного слоя металла на глубину от 0,15 до 0,30 мм. При этом поверхностный слой наклепанной стали становится более твердым, 210 [c.210]

Значение предела выносливости может быть повышено упрочнением поверхностных слоев материала деталей. Это упрочнение может быть достигнуто двумя способами за счет пластической деформации поверхностных слоев (обкатка роликами, дробеструйная обработка) и за счет их термической и термохимической обработки (поверхностная закалка токами высокой частоты, азотирование). В этих случаях Кг > 1. [c.341]

Упрочнение поверхностного слоя деталей методом чеканки осуществляется специальным бойком со сферическим наконечником или вибрирующим роликом. Суть этого метода заключается в том, что с помощью специального приспособления механического, пневматического или электромеханического типа боек наносит удары по упрочняемой поверхности. При этом можно получить глубину упрочняемого слоя до 35 мм, а твердость поверхности повышается на 30—50% против исходной заготовки. Применяется этот способ для повышения усталостной прочности деталей, имеющих такие концентраторы напряжений, как галтели, бурты, выточки, отверстия (валы, зубчатые колеса и т. п.), а также сварных швов. [c.484]

Перечисленные сепарационные устройства не могут, однако, обеспечить полное удаление влаги из проточной части турбины. Поэтому для обеспечения дополнительной эрозионной устойчивости металла принимаются меры по упрочнению поверхностей лопаток хромирование, азотирование, местная закалка кромок лопаток, установка на лопатках накладок из эрозионно стойких материалов, упрочнение поверхностного слоя электроискровым способом и т. п. Наибольшее распространение в турбостроении получило применение накладок из твердых материалов. Эти накладки припаиваются [c.362]

Процесс ЭМО имеет основные разновидности электромеханическое сглаживание (ЭМС) и электромеханическую высадку металла (ЭМВ). Высадка является основной операцией электромеханического способа восстановления деталей, а поэтому часто под ЭМВ подразумевается сам способ восстановления. Как правило, ЭМС сопровождается упрочнением поверхностного слоя, поэтому в некоторых случаях его называют электромеханическим упрочнением (ЭМУ), а по существу ЭМУ есть следствие ЭМС. [c.3]

Таким образом, приведенные выше расчеты и опыты показывают, что образованию светлой нетравящейся (обычным способом) зоны поверхностного слоя при ЭМО способствуют следующие обстоятельства высокая скорость термического цикла (нагрев, выдержка, охлаждение) высокая скорость деформаций одновременное силовое и термическое воздействие на поверхностный слой. Глубина высокого термического воздействия должна быть соизмерена с глубиной распространения значительного давления. Многочисленные опыты глубокого электромеханического упрочнения плоских поверхностей и зубчатых колес показывают, что в тех случаях, когда глубина высокого термического влияния составляет 1. .. 2 мм, благодаря сравнительно низкой скорости обработки при невысоких давлениях структура упрочненной поверхности не имеет светлого слоя и представляет собой мелкоигольчатый мартенсит. При ВТМО среднеуглеродистых сталей получают аналогичную структуру [И]. [c.24]

Электромеханический способ (контактной наваркой проволоки) позволяет успешно восстанавливать детали из конструкционных сталей с износом I. .. 1,2 мм. В процессе восстановления происходит упрочнение поверхностного слоя на глубину до 1,5 мм. [c.188]

При износе неподвижных поверхностей до 0,2 мм эффективно электромеханическое высаживание и выглаживание. Восстановление деталей этим способом не требует дополнительного материала, а при выглаживании поверхности происходит упрочнение поверхностного слоя, повышается износостойкость и усталостная прочность. [c.367]

Алюминиевые сплавы благодаря более высоким технологическим и потребительским свойствам, шире применяются в промышленности, чем чистый или технический алюминий. Преимуществами алюминиевых сплавов являются высокие значения прочности (а — до 600 МПа), удельной прочности (ад/р = 21), коррозионной стойкости, тепло- и электропроводности. Алюминиевые сплавы входят в группу легких сплавов (при одинаковой прочности изделия из алюминиевых сплавов в 3 раза легче стальных). Однако они уступают сплавам на железной основе по величине модуля упругости почти в 3 раза, малопригодны для упрочнения поверхностного слоя способами химико-термической обработки, и их твердость и износостойкость ниже, чем стали. Некоторые из них не обладают хорошей свариваемостью. [c.213]

Отделку заготовок упрочнением поверхностного слоя производят способом наклепывания поверхности шариками. Шарики, находящиеся во вращающейся обойме, под действием центробежной силы наносят многократные удары по обрабатываемой поверхности (фиг. 15). Скорость вращения наклепывающей обоймы 25 ж/сек, заготовки — 30— 90 м]мин, подача — в пределах 0,04—0,16 мм/об для стали и 0,08 — 0,1 мм об для чугуна. [c.39]

Пескоструйная, дробеструйная и другие способы обработки применяются для удаления окалины, ржавчины и других дефектов с одновременным упрочнением поверхностного слоя металла. Такая обработка является высокопроизводительным способом очистки стальных и чугунных деталей. [c.126]

Механическое упрочнение заключается в упрочнении поверхностных слоев металла пластическим деформированием. Технологически —это простой и в то же время эффективный метод упрочнения рабочих поверхностей деталей из стали, чугуна и различных цветных сплавов. Механическое упрочнение производится различными способами дробеструйным, накаткой гладкими роликами или шариками, чеканкой, ротационно-ударным наклепом шариками, дорнованием и др. [c.35]

К химико-термическим способам упрочнения поверхностей нужно отнести способ жидкостного цианирования. В последнее время в практику внедряется также способ газового цианирования, обладающий рядом преимуществ, из которых главными являются безвредность и большие возможности для механизации, автоматизации и регулирования процесса. Как жидкостное, так и газовое цианирование производятся чаще для получения упрочненного поверхностного слоя небольшой толщины. [c.218]

Износостойкость зависит и от качества поверхностного слоя детали. Существуют различные технологические способы улучшения поверхностного слоя, например закалка, цементация, механическое упрочнение и т. д. Применение того или иного из этих способов зависит от условий эксплуатации деталей. Так, закалка может уменьшить износ поверхности, но она требует более высокой чистоты обработки. Это вызвано тем, что при твердых трущихся поверхностях зазоры, как правило, меньше. Повышение твердости сводит на нет влияние пластических деформаций. [c.198]

Влияние качества поверхности и упрочнения поверхностного слоя. Опыты показывают, что плохая обработка поверхности детали снижает предел выносливости. Влияние качества поверхности связано с изменением микрогеометрии и состоянием металла в поверхностном слое, что в свою очередь зависит от способа механической обработки. [c.278]

Основные преимущества алюминиевых сплавов, определяющие область их применения — малая плотность (2,7—3,0 г/см ) при достаточно высоких механических свойствах. Однако они уступают сплавам на железной основе в величине модуля упругости 7 х X 10 кгс/мм у алюминия и 20 10 кгс/мм у сталей и чугунов. Кроме того, алюминиевые сплавы мало пригодны для упрочнения поверхностного слоя способами химико-термической обработки и их твердость и износостойкость ниже, чем стали. Некоторые из них, [c.430]

В отличие от всех ранее рассмотренных способов обработки давлением принцип работы инструментов ударного действия при чистовой обработке давлением состоит в том, что деформирующие элементы, не находясь в постоянном контакте с обрабатываемой поверхностью, наносят по ней частые удары, причем раскатывающее действие инструмента сочетается с ударным. Благодаря такой усложненной траектории движения деформирующего элемента доля остаточной деформации относительно упругой возрастает, и удается достигнуть высоких классов шероховатости поверхности (9-го класса по ГОСТ 2789—73) и значительного упрочнения поверхностного слоя металла (на 30%). Этот способ обработки применяется за рубежом (США, Англия). Успешно применяется обработка давлением ударным инструментом на деталях из титановых сплавов [16]. [c.16]

С другой стороны, известно [49], что при упрочнении поверхностных слоев деталей специальной поверхностной обработкой очаги трещин усталости часто возникают под упрочненным слоем. В вете всего сказанного возникновение трещин усталости в деталях, восстановленных металлопокрытиями, может происходить как на поверхности основного металла благодаря наличию концентраторов напряжений, возникших вследствие износа, или грубых способов подготовки, так и на поверхности нанесенного покрытия вследствие гетерогенного характера их структуры. Понижение усталостной прочности восстанавливаемых деталей вызывается а) состоянием поверхности деталей б) нанесением металлопокрытий в) последующей механической обработкой восстановленных деталей. [c.122]

При упрочнении деталей обработкой роликом или шариком глубина и интенсивность наклепа, твердость и шероховатость упрочненного поверхностного слоя зависят от режимов упрочнения и свойств материала упрочняемой детали — поверхностной твердости и шероховатости. Поверхностная твердость упрочняемой детали определяется способами восстановления и применяемыми при этом наплавочными и другими материалами, термообработкой, а шероховатость поверхности — качеством механической обработки. [c.316]

Гидрополирование. Из возникших за последние годы новых способов обработки и упрочнения поверхностных слоев деталей следует отметить гидрополирование. [c.661]

Ранее была отмечена особая чувствительность усталостной прочности титановых сплавов к характеру финишной поверхностной обработки.. Естественно, что многие исследования были направлены на разработку специальных методов поверхностного упрочнения титана, максимально повышающих его предел выносливости. Выявлен наиболее эффективный способ—применение различных видов ППД. Этот способ уже широко используют для многих металлов, а для титановых сплавов он оказался крайне необходимым и перспективным. По исследованиям в этом направлении в настоящее время постоянно публикуется большое число работ (главным образом в периодической литературе). Можно без преувеличения утверждать, что основные резервы повышения усталостной прочности титановых сплавов состоят именно в правильном выборе метода ППД и финишного сглаживания поверхности деталей, подвергающихся циклической нагрузке. Если для стали основная польза ППД заключается в создании сжимающих поверхностных напряжений, то для титановых сплавов, как уже показано, имеет не меньшее значение повышение прочности (за счет наклепа) и однородности механических свойств поверхностных слоев. Часто поверхностный наклеп титана необходим, чтобы снять неблагоприятный эффект предшествующей обработки, которую исключить из технологического процесса не всегда уда ется (например, шлифование или травление). [c.196]

Износ. является очень сложным процессом, зависящим от свойств металла и абразива, химического состава и структуры металла, режимов термической обработки, способов упрочнения основы металла и поверхностного слоя, а также условий работы детали с учетом приложенных нагрузок, скорости перемещения и агрессивности среды, температуры. [c.3]

Одним из эффективных способов упрочнения поверхностного слоя деталей методом пластического деформировапия является обкатывание роликами или шариками с помощью различных нриспо- [c.483]

Для получения таких характеристик материала применяют различные технологические методы. Гак, напрмер, для повьппения износостойкости, коррозионной стойкости, жаропрочности и т.п. нашли широкое применение различные способы упрочнения поверхностного слоя деталей. [c.247]

В практике машиностроения эмпирическим путем с использованием простейших закономерностей из области трения разработаны расчетные способы и правила, относящиеся к конструированию элементов пар трения при граничной полужидкостной смазке и трении без смазочного материала, к подбору материалов, способам упрочнения поверхностного слоя металла детали и вопросам смазки, ограничиваясь простейшими представлениями о механизме изнашивания. По аналогии с первыми элементарными представлениями о трении считали, что в процессе изнашивания неровности одной поверхности зацепляются за неровности сопряженной поверхности это приводит при скольжении поверхностей к срезанию и выламыванию неровностей. В результате вырывов образуются новые неровности. Так процесс продолжается с выглаживанием поверхностей трения. [c.94]

Эффективными способами упрочнения поверхностного слоя являются дробеструйная обработка, позволяющая прорабагывать стальные детали на глубину до 0,7 мм, и обкатка поверхности роликами на глубину до 15 мм. При этом происходит наклеп поверхности детали, позволяющий повысить ее усталостную прочность, не меняя материала и режим термической обработки. Наклепу подвергают готовые детали, прошедшие механическую и термическую обработку. [c.168]

Для получения требуемого состояния поверхностного слоя материала используют различные технологические процессы. Так, плотный и износостойкий поверхностный слой материала достигается при термической обрабоке. Для упрочнения рабочих поверхностей деталей и придания им повышенной стойкости против воздействия внешних сред их подвергают химико-термической обработке. Применяют также и механические способы упрочнения поверхностного слоя материала уплотнительных поверхностей алмазное выглаживание, поверхностно-пластическую деформацию, дробеструйную обработку, электромеханическую обработку. Перечисленные методы обработки относятся к отделочным операциям, но качество поверхности после отде-лочно-упрощающих операций в значительной мере зависит от качества поверхности, полученной на предшествующих стадиях обработки. [c.119]

Упрочнение поверхностного слоя деталей, подвергающихся абразивному изнашиванию, хорошо достигается с помощью наплавки. Наплавкой можно получить поверхностный слой значительной толщины, что не всегда удается получить другим сиособами (поверхностной закалкой, цементацией, нитроцементацией и т. д.). Особенно выгодно применять наплавку при изготовлении новых деталей больших размеров, так как другими способами упрочнения достичь желаемых результатов почтй невозможно. Наплавка получила широкое применение при реставрации изношенных деталей строительных, дорожных, сельскохозяйственных и других машин. Основная задача, поставленная при наплавке деталей, — получение такой твердости и структуры поверхностного слоя, которые обеспечивали бы наибольшую его износостойкость при данных условиях работы з абразивной среде. Наплавка производится с помощью ацети-лено-кислородного пламени или электрической дуги. [c.94]

Временно удлиняясь в осевом направлении. Основным преимуществом предлагаемого способа холодного редуцирования ступенчатых валов является высокая производительность, почти полностью устраняется последующая механическая обработка, значительно сокращаются технологические отходы, поверхность изделия получается гладкой и чистой. За счет упрочнения поверхностного слоя детали увеличивается ее твердость, происходит переориентация волокон в продольном направлении, что оказывает благоприят]1се влияние на предел прочности стали. [c.69]

Выбор способа химико-термической обработки обусловлен не только требованиями, предъявляемыми к поверхностному слою, но и температурой, прн которой выполняется эта обработка, и теплостойкостью стали. Наиболее универсальными и эффективными методами упрочнения поверхностного слоя инструментов из быстрорежущих сталей является жидкое цианирование, карбонитрация, ионное азотирование и вакуумно-плазменное нанесение износостойких покрытий. Основные способы химико-термической обработки, применяемые в качестве заключительной операции для повышения стойкости инструментов из быстрорежущих сталей, приведены в табл. 18. [c.613]

Различают упругое и жесткое алмазное выглаживание в зависимости от способа крепления выглаживателя. При упругом выглаживании погрешности формы детали в поперечном и продольном сечениях копируются. При выглаживании с жестким закреплением выглаживателя повышается точность формы обрабатываемой поверхности — отклонение от прямолинейности профиля и отклонение формы профиля в продольном и поперечном сечениях уменьшаются до 15 — 50%. Волнистость поверхности после алмазного выглаживания снижается в 2-4 раза при исходной высоте волн не более 0,003 мм и шаге волнистости не более 3 мм. Размеры деталей после выглаживания изменяются незначительно например, диаметр на 0,001—0,003 мм. При выглаживании поверхностей, точность которых соответствует 6 — 7-му квалитету, назначая допуск, необходимо учесть изменение размеров. Упрочнение поверхностного слоя составляет до 80%. Глубина упрочненного слоя и шероховатость поверхности зависят от силы выглаживания Ру, радиуса рабочей части выглаживателя и режимов обработки (табл. 5). Наибольшее упрочнение достигается при Ру = = 100 - 200 Н. [c.795]

Наряду с конструктивными методами снижения нолп1нальных и местных напряжений существует обширный арсенал технологических способов упрочнения элементов машин (табл. 12). Наиболее распространенной является закалка деталей машин. Она обеспечивает общее упрочнение деталей, повышение их износостойкости, надежности прессовых соединений. В частности, ее разновидность — сорбитизацию — процесс с образованием структуры сорбита, эффективно используют для упрочнения крановых колес. В части увеличения усталостной прочности и износостойкости эффективны также поверхностная закалка, химико-термическая обработка, пластическое деформирование (наклеп) поверхностей и термомеханическая обработка (ТМО). Два первых процесса имеют ряд общих особенностей а) упрочнению подвергается неглубокий поверхностный слой 1материала деталей, а глубинные слон не претерпевают существенных превращений, благодаря чему металл сердцевины остается вязким, что обеспечивает высокую несущую способность детали при ударных нагрузках б) в упрочненном поверхностном слое возникают значительные сжимающие остаточные напряжения, что ослабляет влияние концентрации напряжений от внешней нагрузки и повышает сопротивление детали усталостному разрушению. [c.51]

Значительно повышается износостойкость и сопротивление задирам при различных способах механического и термохимического упрочнения поверхностного слоя направляющих закалке, цементации, азотировании, цианировании, диффузионном хромировании, сульфидировании, фосфатировании, наплавке износостойкими материалами, электроискровой обработке, тонком строгании с последующим уплотнением -поверхности путем обкатки гладкими роликами и др. Сущность термохимических процессов упрочнения сводится в основном к насыщению поверхностного слоя различными элементами — углеродом, азотом, хромом и др Эти элементы, переходя в поверхностный слой, придают ему твердость, износоустойчивость, антикоррозийность. [c.201]

Поверхностное пластическое деформирование, осуществляемое при температурах, меньших температуры рекристаллизации [20] - технологически простой и эффективный метод улучшения свойств поверхностного слоя деталей - находит широкое применение в производственной практике. Применение ППД позволяет при минимальных затратах повысить сопротивление усталости [36-41], износостойкости [8, 70], сопротивление усталости в коррозионной среде [20, 69], получать минимальную шероховатость поверхности без существенного изменения размеров и исключение насыщения слоя абразивом [15, 50, 63, 93], повышать прирабатывае-мость [63-66]. Простота метода, дешевизна делают его пригодным для всех металлов и сплавов (исключение составляет олово и некоторые другие металлы, у которых температура рекристаллизации ниже комнатной) и практически доступным для упрочнения деталей любой конфигурации. Кроме того, механические способы упрочнения поверхностным наклёпом имеют еще ряд преимуществ перед другими методами поверхностного упрочнения границы наклёпанной поверхности не являются зонами пониженной прочности (перенаклёп, как вредное явление, не рассматривается), как это, например, имеет место при поверхностной закалке и некоторых других методах эффективность наклёпа значительно меньше зависит от режима обработки, чем это имеет место при других видах поверхностного упрочнения возможность создавать упрочнённые слои металла в широких пределах - от 0,28 мм при гидродробеструйной обработке до 40-50 мм при взрыве при повышении сопротивления усталости ударная вязкость материала снижается значительно меньше, чем при других методах поверхностного упрочнения. Упрочняются ППД как детали малых, так и очень крупных размеров. [c.35]

Глубина наклепа зависит в основном от степени деформации и природы сва-риваемого материала. В качестве примера приведем данные по упрочнению поверхностного слоя стальных деталей при различных способах механической обработки (табл. 4), где степень наклепа определяется отношением микротвердостей на поверхности и в середине деталей. [c.27]

При определении твердости способом Виккерса в качестве вдавливаемого в материал наконечника используют четырехгранную алмазную пирам иду с углом при верщине 136 При испытаниях применяют нагрузки от 50 до 1000 Н (меньшие значения нагрузки для определения твердости тонких изделий и твердых, упрочненных поверхностных слоев металла) Числовое значение твердости определяют так замеряют длины обеихдиагоналеи отпечатка после снятия нагрузки и с помощью микроскопа и по полученному среднему арифметическому значению длины диагонали находят в таблице соответствующее число твердости Пример обозначения твердости по Виккерсу - HV 500 [c.20]

Эффективен наклеп в напряженном состоянии, представляющий собой сочетание упрочнения перегрузкой с наклепом. При этом способе деталь нагружают нагрз зкой того же направления, что н рабочая, вызывая в материале упругие пли упруго-пластические деформации. Поверхностные,слои металла, подвергающиеся действию наиболее высоких напряжений растяжения (случай изгиба) или сдвига (случай кручения), подвергают наклепу (например, дробеструйной обработкой). После снятия нагрузки в поверхностном слое возникают остаточные напряжения сжатия, гораздо более высокие, чем при действии только перенапряжения или только наклепа. [c.320]

Другим способом электронно-лучевого упрочнения металлов и сплавов, разработанным в последнее время [159, 160], является легирование материалов пучками релятивистских электронов. Преимущество данного способа обработки заключается в возможности легирования поверхностных слоев на большую глуб1шу, чем, например, при лазерном легировании. Толщина расплавленного слоя при воздействии электронов может достигать 1 мм [160]. Для легирования используются порошки карбидов состава ВдС, W , Ti , а также смеси типа В С Сг. Электронно-лучевое воздействие способствует полному растворению легируюп их фаз. При этом достигается равномерное распределение [c.253]

Структура большинства сплавов состоит из элементов, имеющих различные свойства. В отличие от макротвердости, отражающей осредненные свойства конгломерата различных зерен, знание микротвердости позволяет изучать и сравнивать отдельные составляющие сплавов по их твердости и выяснять распределение твердости в пределах одного зерна или кристаллита. При этом изучаемое зерно рассматривается как самостоятельный образец, вкрапленный в окружающий материал. Кроме того, измерение микротвердости дает важные результаты для изучения свойств тонких поверхностных слоев, позволяющие, например, оценить глубину упрочненной зоны после обработки поверхности различными способами (обточкой резцом, сверлением, обдувкой дробью, полировкой и т. д.). Когда известна микротвердость, возможен контроль весьма мелких деталей различных точных приборов и механизмов, например часовых механизмов, а также оказалось доступным выяснять распределение деформации в теле де-гали, например, после холодной обработки давлением. [c.58]

Процесс механического разрушения пленок окислов может сопровождаться, при соответствующих режимах обработки инструментом, упруго-пластическим деформированием поверхностного слоя металла и вскрытием его отдельных участков, что обеспечивает контакт ХАС с границей раздела фаз Рбз04 и FeO, а также металла с окислами. Механическая активация металла в процессе упруго-пластического деформирования должна, вследствие проявления механохимического эффекта, привести к ускоренному растворению поверхностных атомов железа и нарушению связи с окислами, что облегчает последующее их механическое удаление. Следовательно, регулируя степень механической активации, можно регулировать скорость растворения и интенсивность удаления окисленного слоя металла. Растворение окислов, прилегающих к металлу, и поверхностных атомов железа создает условия для развития хемомеханического эффекта, что обобщенно должно проявиться в снижении твердости поверхностного слоя металла и внедрении в него режущей кромки инструмента на большую глубину по сравнению с механической обработкой в аналогичных режимах. Выше было показано, что применение механохимического способа обработки, заключающегося в совместном действии механического воздействия и электролита, позволяет не только резко уменьшить поверхностное упрочнение, но и снизить микротвердость тонкого поверхностного слоя относительно исходного состояния, что улучшает адгезию защитного покрытия и повышает коррозионную стойкость металла. [c.253]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...