Спосіб зміцнення

Винахід відноситься до металургії, конкретно до засобів зміцнення наплавлення і наступного термообробкою при виготовленні деталей і інструменту. Відомий спосіб зміцнення деталей і інструментів, що включає наплавлення високовуглецевими наплавлювальними матеріалами: Э-80Х4С, Э-225Х10ПОС, ПП-АН103 (1,8%С; 12 % Сr; 0,8% Мо) і наступну термообробку для зняття напружень. Наплавлений метал має високу твердість (³ HRC 50) і високу зносостійкість. Однак в наплавленому шарі часто утворюються тріщини. Для їхнього попередження використовують попередній і супутній підігріви, а також низькотемпературний відпал при 600-650°С для зняття мікронапружень. В багатьох випадках перед наплавленням зносостійкими високовуглецевими матеріалами завдають підшар з маловуглецевої сталі. Крім того, зносостійкий наплавлений шар тяжко обробляється різанням (Уманский В.Б., Костенко Α.Α., Худик Ю.Т. Упрочнение деталей металлургического оборудования. - Μ.: Ме таллургия, 1991 - 176 с). Відомий спосіб зміцнення деталей і інструменту маловуглецевими сталями: Св-08Г2С, Св-12ГС, ПП25Х5МСФ, Св-12Х13, Нп-25Х10П0Т з наступною термообробкою для зняття внутрішніх напружень і зниження схильності до трещіноутворення (Уманский В.Б., Костенко А.А., Худик Ю.Т. Упрочнение деталей металлургического оборудования. -М.: Металлургия, 1991 - 176с). Наплавлення такими матеріалами в відміну від високовугле-цевих те хнологічна, забезпечує гарну якість наплавленого металу і оброблюваність різанням. Однак в цьому випадку не можна отримати високу твердість і зносостійкість із-за малого змісту вуглецю в наплавленому металі. В основу винаходу поставлена задача розробити спосіб зміцнення, в який у ведення додаткової операції і умови її проведення дозволяють зберегти переваги наплавлення маловуглецевимн сталями і забезпечити високу твердість і зносостійкість наплавленого металу. Для рішення поставленої задачі в способі зміцнення, що включає наплавлення маловуглецевими сталями і термообробку, в відповідності з винаходом, перед термообробкою проводять хіміко-термічну обробку, зокрема цементацію (нітроцементацію) та ін. Причому при наплавленні низьколегованими сталями після хіміко-термічної обробки проводять гарт і низьку відпустку, а при наплавленні середньо- і високолегованими сталями - гарт або нормалізацію і відпустку. Запропонований, спосіб зміцнення забезпечує отримання високої твердості і зносостійкості. Це зумовлене тим, що в результаті одержують мартенсит відпустки з підвищеним змістом вуглецю (або бейніт), карбіди і метастабільний залишковий аустеніт, що дозволить реалізувати ефект самогарту при навантаженні. Цей спосіб поширює можливості використання низьковуглецевих наплавлювальних матеріалів не тільки для відновлення розмірів зношених деталей і інструментів, але, що особливо важливо, для підвищення їхньої твердості і зносостійкості. Дослідження запропонованого засобу виконані на кафедрі «Материалознавство» ПДТУ. Приклад 1 На сталь 45 наплавляють дротом Св-08Г2С сталь аналогічного складу, цементують при 930°С в твердому карбюризаторі на глибину 1мм, гартують від 900°С і відпускають при 180°С. Твердість на поверхні складає HRC 56-60, в той час як після наплавлення і звичайної термообробки вона складала £ HRC 20. Зносостійкість зразків, зміцнених по запропонованої технології була така, як у сталей X і 9ХС, термооброблених на ту ж структур у і твердість, що вище в 4 рази, ніж у металу, наплавленого дротом Св08Г2С. Приклад 2 На сталь 45 наплавляють сталь 12X13 дротом Св-12Х13, цементують при 930°С газовим засобом в шахтній печі на глибину 1,2 мм, після чого проводять нормалізацію від 1150°С і відпустку при 180°С 1 год. Твердість після означеної термообробки зросла з HRC 25 до HRC 50-55. При цьому абразивна зносостійкість збільшилася в 3 рази у порівнянні з її рівнем після наплавлення маловуглецевим високохромистим дротом, та не відрізнялася від такої у сталі X12М, термообробленої на ту же стр уктур у і твердість. Наведені дані показують ефективність запропонованого способу, що об'єднає гарну те хнологічність і якість наплавленого металу у випадку застосування маловуглецевих наплавлювальних матеріалів і високу твердість, зносостійкість наплавленого металу при використанні високовуглецеви х наплавлювальних матеріалів.