Спосіб відновлення сталевих деталей

Спосіб відноситься до ремонтного виробництва, а саме до засобів відновлення стальних деталей, наприклад поверхонь валів з допомогою наплавлення. Найбільш близьким за технічним рішенням до засобу, що заявляється є засіб відновлення стальних деталей, за яким перед виконанням наплавлення та після нього виконують 5- та 3кратне термоциклювання в інтервалі температур 750 - 650°C та від 750 - 770°C до 650 - 500°C з кінцевим охолодженням в маслі, а в процесі наплавлення виконують поверхневе пластичне деформування в інтервалі температур 750 - 500°C з ступенем деформації 1 - 2 [1]. Недоліком цього засобу є те, що не усувається структурна та хімічна неоднородність зон термічного впливу, яка має місце після відновлення, що викликає нерівномірність розподілу механічних властивостей та внутрішніх напружень і не виключає утворення тріщин. Усунення цього недоліку за режимами відомого засобу потребує значно більшої кількості термоциклів ніж 5 та 3, як заявлено, що знижує виробничність процесу. Крім того, використання температурного інтервалу від 750 - 770°C до 750 500°C значно звужує діапазон металічних матеріалів, які можуть бути піддані відновленню з причин розташування точок та для багатьох металів за межами заявленого діапазону. Цей винахід вирішує задачу підвищення якості відновлених деталей. Задача, що була поставлена, досягається тим, що перед і після відновлення деталь піддають комбінованій почерговій термоциклічній обробці з зміними параметрами: в інтервалі температур з швидкістю нагрівання та охолодження 50°C/с; в інтервалі температур з швидкістю нагрівання 100°C/с та охолодження 50°C/с, при цьому кількість термоциклів визначають по формулі де - кількість термоциклів; - ударна в'язкість металу деталі у стані, що передує термоциклюванню. На фіг.1 наведена мікроструктура деталі з сталі 45, відновлені наплавленням сталлю 40Х по відомому (а) і пропонуємому засобу (б); на фіг. 2 загальна схема процесу відновлення. Пропонуємий засіб реалізується в три етапи (фіг.2). Перед відновленням з допомогою наплавлення деталь піддають комбінованій термоциклічній обробці з перемінними параметрами: нагрівання до температури з швидкістю 50°C/с; нагрівання до температури з швидкістю 100°C/с та охолодження в обох випадках до температури без витримки з швидкістю 50°C/с. Загальна кількість термоциклів попередньої термоциклічної обробки визначається рохрахунково по показнику ударної в'язкості металу відновляємої деталі перед відновленням. На другому етапі з температури виконується відновлення поверхонь деталі наплавленням і деформуванням по режимах відомого засобу. На третьому етапі виконують комбіновану термоциклічну обробку по режимах попередньої шляхом послідовного середньотемпературного та високотемпературного термоциклювання. Загальна кількість циклів кінцевої термоциклічної обробки визначається розрахунково по показникам ударної в'язкості найбільш важливих зон відновленої деталі. Після останнього циклу деталь охолоджується на повітрі до температури і далі - в маслі. Деталь, що відновляється у вихідному стані має зонально різнородну структур у, як результат виконання штатних термообробок в процесі виробництва (наприклад цементування, загартування та т.ін.). Виконання комбінованої термоциклічної обробки у різних температурних діапазонах і з різними режимними показниками дозволяє підготувати найбільш сприятливі умови для виконання процесу відновлення, а саме створити рівномірну дрібнозернисту структур у, яка перешкоджає значному зростанню розмірів зерен металу і погіршенню його якості в процесі наплавлення. Однак при цьому не виключається утворення зон термічного впливу і нерівномірний розподіл механічних властивостей металу по цих зонах. Виконання, після направлення, комбінованої термоциклічної обробки у різних температурних діапазонах ліквідує структурну та хімічну неоднорідність за рахунок прискорення дифузійних процесів та без дифузійних перетворень структури в процесі термоциклювання. При цьому термоциклювання в температурному діапазоні необхідне для підготовки аустеніту до переходу у тонку мілко дисперсну структуру з проведенням повної фазової перекристалізації у кожному циклі, перерозподілу хімічних елементів та їх відносно рівномірного розташування і отримання, в останьому циклі тонкої мартенситної структури. Термоциклювання в температурному інтервалі забезпечує утворення структури з однаковими розмірами зерен всіх зон термічного впливу (фіг.1) і однорідність механічних властивостей поперерізу деталі. Так виконувалось відновлення опорних шийок напіввісі трактора Т150К з сталі 45 шляхом однопрохідної наплавки дроту НП-40Х під шаром флюсу АН-348. Термоциклічна обробка виконувалась як зональна (місцевим індукційним нагрівом), так і загальна - у печах з наступними режимами відновлення: - високотемпературний діапазон температура нагрівання 880 + (50 - 80°C); швидкість нагрівання та охолодження - 50°C/с; - середньотемпературний діапазон температура нагрівання 750 + (50 - 80°C) з швидкістю 100°C/с; температура охолодження 600°C з швидкістю 50°C/с. Кількість термоциклів попередньої термоциклічної обробки: високотемпературної - 2; середньотемпературної - 2. Кількість термоциклів кінцевої термоциклічної обробки: середньотемпературної - 2; високотемпературної 2. В результаті порівняльних випробувань отримані наступні результати (див. таблицю).