Методы поверхностной закалки. Газовая закалка

Методы поверхностной закалки. Газовая закалка [c.255]

С появлением мощных газовых лазеров, обеспечивающих в режиме непрерывной генерации мощность порядка нескольких киловатт, существенно расширилась область применения лазерного излучения для изменения свойств поверхностных слоев материалов. Этот вид обработки целесообразно использовать только в тех случаях, когда применение обычных методов поверхностного упрочнения (например, индукционной закалки) связано с определенными трудностями или вообще невозможно. Такая рекомендация приведена потому, что для обеспечения производительности лазерного упрочнения, срав- [c.112]

Наряду с перечисленными преимуществами газовая закалка как метод поверхностной обработки имеет ряд существенных недостатков, значительно снижающих ценность этого способа. [c.101]

Эти методы характеризуются особыми способами нагрева, при которых изделия прогреваются до температур закалки лишь в тонком поверхностном слое внутренняя же масса металла не успевает нагреться и при последующем быстром охлаждении остается незакаленной. В зависимости от источника тепла методы поверхностной закалки могут быть разделены на два вида 1)газовый и 2) электротермический — индукционный. [c.255]

Экономический эффект поверхностного упрочнения при эксплуатации. Учесть полностью экономический эффект от применения одного из методов поверхностного упрочнения в том числе и от нитроцементации не представляется возможным. Однако ощутимый эффект, получаемый в депо, можно подсчитать, хотя и не совсем точно. Для этого необходимо сравнить продолжительность работы деталей после различных методов поверхностного упрочнения. В депо Москва-Сортировочная газовая нитроцементация при высоких температурах внедрена уже несколько лет. Нитроцементации подвергается большинство деталей паровозов серий Л и Э. Результаты измерения деталей, подвергавшихся нитроцементации, поверхностной закалке т. в. ч. н без всякой обработки (нормализованные), приведены ниже. [c.192]

Из всех методов поверхностной закалки стали самым простым и доступным, особенно в единичном и мелкосерийном производстве, при ремонте и других работах является метод поверхностной закалки при нагреве газовым пламенем. Для крупногабаритных деталей нагрев пламенем является почти единственным методом закалки и находит все более широкое применение. Наиболее часто используют ацетиленокислородное пламя (температура на вершине внутреннего конуса 3150° С). Кроме ацетилена могут быть использованы также и другие горючие газы — пиролизный газ (температура пламени 2300° С), пропан и бутан (2050° С), природный газ (2000° С). [c.101]

В общем фреттинг имеет тенденцию к снижению на стали при увеличении ее твердости. Поверхностная обработка, включающая газовую закалку и азотирование, а также дробеструйная обработка (для получения нагартовки или сжимающих напряжений), была рекомендована рядом автором для уменьшения разрушений в некоторых условиях однако, сомнительно, чтобы полное решение этой проблемы можно было бы достигнуть этими методами. [c.685]

Уменьшить влияние состояния поверхности на усталость можно соответствующими технологическими методами обработки, приводящими к Упрочнению поверхностных слоев. К числу таких методов относятся наклеп поверхностного слоя путем накатки роликом, обдувки дробью и т. п. химико-термические методы — азотирование, цементация, цианирование термические — поверхностная закалка токами высокой частоты или газовым пламенем. Указанные методы обработки приводят к увеличению прочности поверхностного слоя и созданию в нем значительных сжимающих остаточных напряжений, затрудняющих образование усталостной трещины, а потому влияющих на повышение предела выносливости. [c.608]

Нагрев под поверхностную закалку может быть произведен токами высокой частоты (ТВЧ) — наиболее распространенный метод или в расплавах металлов или солей, пламенем газовых или кислородно-ацетиленовых горелок, лазерным излучением. [c.468]

Термический метод упрочения — поверхностная закалка токами высокой частоты или газовым пламенем, соответствует р = = 1,2-2,8. [c.32]

Для оплавления покрытий с помощью горелок большое значение имеет мощность пламени. Целесообразно применять большую мощность пламени, при которой металл быстро прогревается только на небольшую глубину. В той или иной мере это достигается надлежащей конструкцией горелок, выбором оптимального соотношения- высококалорийных горючих газов с кислородом и другими мероприятиями. Наиболее часто применяют ацетилен, пропан, бутан, метан, природный газ и так называемый городской газ, при горении которых температура пламени доходит до 2000—3150 °С. В общем же, газовые горелки хорошо зарекомендовали себя как средство пламенной поверхностной закалки деталей машин, но они мало пригодны для оплавления покрытий. Металлические детали, в особенности массивные, трудно нагреть этим методом до достаточно высокой температуры вследствие теплоотдачи, а керамические изделия растрескиваются. [c.68]

Существует несколько разновидностей закалки стали. В зависимости от толщины закаленного слоя, получаемого в изделиях, различают закалку объемную и поверхностную. В зависимости от скорости охлаждения различают закалку с непрерывным и с прерывистым охлаждением (изотермическую, ступенчатую). В зависимости от метода нагрева различают закалку с нагревом в печах, токами высокой частоты, газовым пламенем и в электролитах. [c.186]

Широкое применение получила поверхностная закалка с нагревом ТВЧ. Важным ее преимуществом в сравнении с другими методами термической обработки являются резкое повышение производительности (до 700 раз) и снижение себестоимости (до 12 раз) уменьшение деформаций при нагреве получение чистой поверхности, без окалины почти полное отсутствие обезуглероживания поверхностного слоя простота механизации и автоматизации процесса и встраивания его в поток. Другой вид поверхностной закалки — с нагревом газовым пламенем газопламенная закалка) не связан с применением дорогостоящих и энергоемких установок ТВЧ, однако высокое качество и соответствующую производительность он обеспечивает лишь в случае применения специальных установок для закалки и при тщательной отработке процесса. [c.56]

Газовая (кислородная)резка применяется главным образом для резки листовой, полосовой и квадратной стали, но этот метод может быть применен также и для резки профильного проката. Правильно выполненная газовая резка не вызывает пережога и оплавления кромки реза. В поверхностном слое реза на глубину 2—5 мм получается нормализация стали, а при резке закаливающейся стали — закалка. Получившаяся высокая твердость устраняется местным или общим отжигом. [c.169]

Из этих методов упрочнения самым эффективным является процесс высокотемпературной газовой нитроцементации. Если прн поверхностной закалке т.в.ч. предел усталостной прочности повышается по сравнению с нормализацией на 80%, а при газовой цементации — на 92%, то при нитроцементации — на 172%. [c.161]

Важным преимуществом высокочастотной закалки является чрезвычайно большая скорость нагрева всего закаливаемого слоя. Скорость нагрева внешним источником тепла, например пламенем газовой горелки, лимитируется теплопроводностью металла чтобы провести нагрев с высокой скоростью, которая необходима при поверхностной закалке, приходится сильно перегревать поверхность изделия. При высокочастотном нагреве теплота генерируется в самом металле и весь закаливаемый слой быстро нагревается до необходимой температуры. При одинаковой толщине закаленного слоя высокочастотный нагрев по сравнению с другими методами характеризуется меньшим перегревом поверхности и гораздо более равномерным распределением температуры в закаливаемом слое. [c.268]

Несмотря на большое разнообразие методов поверхностной закалки, все они заключаются в нагреве только поверхностного слоя с последующей закалкой детали. Методы нагрева могут быть различными а) в расплавленных металлах или солях б) пламенем ацетилено-кпслородной или газовой горелки (так называемая пламенная закалка) в) в электролитах г) электротоком, индуктируемым в поверхностных слоях детали в этом случае ток высокой частоты индуктируется в поверхностных слоях закаливаемой детали (так называемая индукционная, [c.312]

Процесс газопламенной закалки отличается от обычной закалки незначительной продолжительностью нагрева, благодаря чему получаемое изделием тепло успевает распространиться на небольшую глубину, и закалку получает лишь поверхностный слой (5—7 мм), тогда как сердцевина сохраняет свои первоначальные свойства. Этот метод термической обработки часто называют ацетилено-кислородной закалкой. Кроме ацетилена, используются природный газ, коксовый и др. Газопламенную закалку целесообразно применять во всех случаях, когда надо получить высокую поверхностную твердость частей изделия, подвергающихся в процессе эксплуатации истиранию или смятию. Закалке газовым пламенем подвергают также крупные стальные изделия, которые не могут быть закалены другими методами. [c.226]

Суш,ествует много традиционных способов создания поверхностных слоев с повышенной износостойкостью [15, 27, 65. 68]. Наиболее широко применяются методы поверхностной закалки, поверхностного наклепа, различные химикотермические способы обработки (в первую очередь цементация и азотирование) и т. д. Все шире применяются методы, основанные на воздействии на поверхностные слои деталей потоков частиц (ионов, атомов, кластеров) и квантов с высокой энергией. К ним следует отнести в первую очередь вакуумные ионно-плазменные методы [26, 33, 34, 45, 71, 104] и лазерную обработку [16, 23, 38, 104]. Суш,ест-венио развились также способы осаждения покрытий из газовой фазы при атмосферном давлении и в разряженной атмосфере [1, 42, 54, 105]. Мош,ный импульс получило применение газо-термических методов нанесення покрытий в связи с развитием плазменных- [c.152]

Поверхностный нагрев пламенем газовой горелки. Поверхностная закалка стали путем пламенного нагрева заключается в том, что поверхность детали нагревают пламенем ацетиленокислородной горелки до температуры выше критической точкг Лсз и быстро охлаждают струей холодной воды (фиг. 64). Та кой метод поверхностной закалки основан на том, что ацетиле но-кислородное пламя имеет температуру 3100—3200° и благо даря чрезвычайно большому тепловому напору нагревает по верхность изделия до температуры закалки за очень коротки промежуток времени, в течение которого нижележащие слои стали не успевают прогреться до критической точки и потому не закаливаются. Газовая горелка движется с определенной скоростью над поверхностью стальной детали и нагревает ее. За горелкой с той же скоростью движется закалочная трубка, через которую подается вода для закалки. Скорость движения горелки ограничивается определенными условиями и при закалке на глубину 4—6 мм колеблется в пределах от 50 до 150 мм мин. Расстояние между горелкой и водяным душем колеблется от 5 до 40 мм, [c.152]

При поверхностной закалке сокращается время обработки деталей, что увеличивает производительность оборудования. Появляется возможность включения операций закалки и отпуска в общий поток обработки на металлорежущих станках и полной или частичной механизации и автоматизации производственных процессов. Повышение долговечности при поверхностном упрочнении объясняется следующим 1) в поверхностных упрочненных слоях создаются остаточные напряжения сжатия 2) прочность металла различна по глубине (максимальная прочность на поверхности) и соответствует условиям работы деталей при изгибе и кручении 3) поверхностные слои закаленных деталей, имея высо сие твердость, прочность и износостойкость, обеспечивают достаточную прочность всей детали. В современном машиностроении методы поверхностного термического упрочнения сочетаются с методом холодной пластической деформации (обкатка роликами, наклеп дробью), что приводит к увеличению напряжений сжатия в поверхностных слоях и увеличивает срок службы деталей. Нагрев при поверхностной закалке может производиться разными способами токами высокой и промышленной частоты, газовым пламенем (обычно ацетилено-кислородным) и в электролите. [c.84]

Поверхностная закалка. Эта закалка является одним из методов упрочнения поверхности деталей, работающих а истирание и воспринимающих ударные нагрузки. В этом случае от деталей требуется высокая твердость и прочность поверхности при мягкой и вязкой сердцевине. Для осущесг-вления поверхностной закалки наружный слой металла быстро нагревают при помощи газового пламени или токами высокой частоты выше критической точки Асз в центре детали металл почти не налревает-ся. При последующем охлаждении водой поверхность детали принимает структуру мартенсита, а центральная часть остается незакалениой (рис. 43). [c.91]

Для поверхностной закалки используется также нагрев кислородно-газовым пламенем (ацетилен или светильный газ) с последующим охлаждением водой при помощи спрейера. Этот метод успешно применяется для поверхностной закалки ряда ответственных деталей (шейки коленчатых валов танковых и тракторных двигателей, зубья различных шестерён, опорные кольца, бронедетали, паровозные параллели и т. п.) (см. т. 14, гл. IV, стр. 185). [c.479]

В течение последних трех—пяти лет появились мощные газовые лазеры, обеспечивающие в режиме непрерывной генерации мощность порядка нескольких киловатт. Благодаря этому стало возможным осуществлять новую технологическую операцию — термическую обработку металлических поверхностей. Это особенно важно для обработки таких поверхностей, где мощный лазерный луч имеет преимущества или где геометрия обрабатываемых изделий создает трудности для применения традиционного теплового метода. Лазерная термообработка применяется для закалки стальных поверхностей, высокоскоростного отжига фольги, удаления пленок и других поверхностных осаждений, а также впекания порошкового материала в металлическую поверхность. [c.164]

В промышленности применяют такие методы нагрева при поверхностной закалке токами высокой частоты, в электролите, в расплавленных металлах или солях и пламенем ацетилено-кислородной или газовой горелки.За последние годы в машиностроении широкое распространение получила закалка токами высокой частоты. В отличие от других способов она легко поддается автоматизации. [c.405]

Цементация — один из широко применяемых методов химикотермической обработки. Цементацией называют процесс науглероживания поверхностного слоя стальной детали. Применяют ее для получения твердого поверхностного слоя, хорошо сопротивляющегося износу, при мягкой сердцевине. Глубина цементованного слоя обычно достигает 0,5—2,0 мм. Процесс проводят в твердом карбюризаторе, в газовой и жидкой средах. После цементации детали подвергают последующей термической обработке (закалке и отпуску). [c.472]

При использовании этого метода цементации следует иметь в виду, что снижение содержания углерода в слое с 1,2—1,3 до 0,8 % происходит только за счет углерода, растворенного в аустените. Снижение в аустените концентрации углерода и легирующих элементов (в результате образования карбидов) приводит к уменьшению закаливаемости и прокаливаемости цементованного слоя и в итоге к ухудшению механических свойств обрабатываемого изделия. В процессе газовой цементации в эндотермической атмосфере в сталь может диффундировать кислород. Это приводит к окислению, например, Сг, Мп, 31 и других элементов поверхностного слоя стали х = 20-т 30 мкм), обладающих большим химическим сродством к кислороду по сравнению с железом. Окисление легирующих элементов ( внутреннее окисление ) снижает устойчивость аустенита, и при последующей закалке в цементованном слое образуются трооститная сетка и оксиды, что понижает его твердость и предел выносливости стали. [c.236]

В некоторых случаях требуется сообщить детали высокую поверхностную твердость и износостойкость при сохранении вязкой сердцевины. Это достигается поверхностной закалкой или химико-термической обработкой. Поверхностная закалка заключается в нагреве с большой скоростью поверхностного слоя металла до температуры выше интервала превращений и последующем быстром охлаждении. Этот метод применяется для закалки шеек коленчатых валов, зубьев шестерен, шпинделей, направляющих станков и других деталей, изготовляемых главным образом из углеродистых и низколегированных сталей. Нагрев деталей при поверх-но стной закалке, как правило, осуществляется при помощи токов высокой частоты. Может также применяться нагрев газовым пламенем или Электроконтактным шо собом по методу проф. Гевелинга. [c.11]

Черный излом может быть сплошным равномерным по сечению прутков или может встречаться в определенных зонах прутков. Черный излом получается вследствие выделения графита при отжиге. Дефект обнаруживается в поперечных изломах и микрошлифах Отдельные крупные блестки на фоне однородного матового закаленного излома. Иногда блестки занимают значительную часть поверхности излома. Нафталинистый излом обычно обнаруживается при изломе высоколегированных сталей типа быстрорежущей В процессах нагрева стали в окислительных средах происходит выгорание углерода с поверхности. Дефект может быть обнаружен осмотром поперечных изломов, в поперечных микрошлифах, замером твердости поверхности после закалки и проверкой на искру Поверхностные трещины представляют собой раскова-ные дефекты слитка (газовые пузыри, плены, вклзоче-ния, трещины) и другие пороки на поверхности слитков. Дефект обнаруживается при зачистке поверхности. Травление позволяет обнаруживать трещины без зачисток. Характер дефекта хорошо виден в поперечных микрошлифах Направление трещин — вдоль или под небольшим углом к направлению деформации. При рассмотрении поперечных микрошлифов видно, что трещины часто имеют зигзагообразную форму, так как идут по границам зерен и заканчиваются обычно острым клином направление трещин радиальное. Дефект обнаруживается осмотром черной поверхности, осмотром травленой поверхности или методом магнитной дефектоскопии [c.10]

Существует несколько способов нагрева деталей при поверхностной закалке нагрев пламенем газовой горелки токами высокой частоты по методу В. П. Вологдина контактный нагрев по методу Н. В. Гевелинга и нагрев в электролите. [c.151]

В печах непрерывного действия предусмотрены две зоны по длине печи. В первую зону, примерно соответствующую % длины печи, подают газ, состоящий из смеси природного (10—15°/о) и эндотермического (90—85%) газов (углеродный потенциал атмосферы 1,3— 1,4% С). Во вторую зону подают только эндотермический газ, находящийся в равновесии с заданной концен-працией углерода на поверхности, обычно 0,8% С. При использовании этого метода цементации следует иметь в виду, что снижение содержания углерода в слое от 1,3—1,4 до 0,8% происходит только за счет углерода, растворенного в аустените. В случае легированной стали снижение в аустените концентрации углерода и легирующих элементов (в результате образования карбидов) приводит к уменьшению закаливаемости и прокаливаемости цементованного слоя и в итоге к ухудшению механических свойств обрабатываемого изделия. В процессе газовой цементации в сталь может диффундировать находящийся в атмосфере кислород. Это приводит к окислению, например Сг, Мп, Т1 и других элементов поверхностного слоя стали, различающихся большим химическим сродством к кислороду по сравнению с железом. Окисление легирующих элементов ( внутреннее окисление ) понижает устойчивость аустенита, и при последующей закалке в цементованном слое образуются трооститная сетка и слои окислов, понижающие его твердость и [c.263]

В процессах технологической обработки резанием, шлифованием и другими методами происходит весьма интенсивная пластическая де юрмация металла, в его локальных объемах возникают высокие температуры, поверхность металла испытывает физикохимическое воздействие рабочих сред, охлаждающе-смазочных жидкостей, кислорода воздуха. В этих условиях поверхностные слои обрабатываемого металла на глубине от долей до десятков микрометров резко изменяют свои свойства. В ряде случаев поверхностные слои деталей машин обрабатываются специальньши методами для изменения их физико-химических и механических свойств в нужном направлении. К таким методам относится азотирование, цементация, газовое хромирование, борирование, закалка токами высокой частоты, накатка и многие другие. [c.30]

Закалка поверхностная — быстрый нагрев поверхности изделия со скоростью выше 1000 град мин с последующим охлаждением в соответствующей закалочной среде. Поверхностный нагрев может производиться в электролиге, газовыми горелками, контактным или индукционным методом и другими способами. [c.65]

Для деталей, от которых требуется главным образом поверхностная твердость, а остальные овойства играют подчиненную роль, применяется закалка непосредственно с цементационного нагрева (от 900—950°С). Такая закалка дает меньшую деформацию детали и обходится дешевле по сравнению с другими методами закалки цементированных деталей. Однако при такой закалке получается крупнозернистая структура, а закаленный слой содержит большое количество остаточного аустенита и имеет пониженную твердость. Влияние этих недостатков можно в значительной мере ослабить, если для цементации применять нa лeд твeн нo мелкозернистые стали, газовую цементацию с малой продолжительностью процесса, под- [c.96]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...