Інструмент для отримання нанокристалічних структур високошвидкісним тертям

Інструмент для отримання нанокристалічних структур високошвидкісним тертям на поверхні деталей машин, що складається із корпусу і робочого диска, виконаного із титанового сплаву або нержавіючої сталі із радіальними отворами, в яких 3 42155 4 Застосування збірного інструменту з робочим мм. При терті інструмента і деталі у зоні їх контакдиском, виготовленим із титанового сплаву чи нету проходить локальне імпульсне нагрівання повержавіючої сталі з радіальними отворами, в яких рхні оброблюваної деталі до температури 1100розташовані пальці з повернутими всередину дис1300 К. У зону обробки подають технологічні серека буртами, контактуючими з корпусом і виконанидовища, наприклад, оливу індустріальну І-12 А, ми з матеріалу твердістю HRC 52-55, наприклад, зі яка забезпечує швидке охолодження зміцнюваної сталей У8, ШХ15, 9ХС, ХВГ з вказаним співвідноповерхні. У результаті зміцнення на поверхні дешенням параметрів інструменту і кількості пальців, талі виникають структури білих шарів товщиною є новим у порівняння з існуючими аналогами і про100-500 мкм з підвищеною мікротвердістю 8-12 тотипом. Інструмент конструктивно простий, наГПа залежно від параметрів обробки. У зоні фрикдійний в експлуатації, забезпечує велику глибину, ційного ковзаючого контакту генерується певна високу дисперсність структури (10-50 нм) та мікрокількість теплоти. При попаданні в зону контакту твердість зміцненого шару і має високу стійкість. ділянок інструмента з різною твердістю змінюється Пальці високої твердості, розташовані в радіальпитомий тиск інструмента на зміцнювану поверхних отворах в кількості визначеній вказаним співню, що приводить до циклічної високочастотної відношенням, генерують додаткові силові імпульси зміни тиску та зсувних навантажень на поверхню високої частоти на зміцнювану поверхню і збільзміцнюваної деталі та, відповідно, до підвищення шують глибину зміцненого шару підвищують дисдисперсності металу до 10 нм та збільшення глиперсність її структури, а також стійкість інструменбини зміцнюваного шару до 400-420 мкм. ту. Таке рішення невідоме ні з прототипу, ні з Наявність на поверхні зміцнюючого інструменаналога. Тому вказані відмінності інструмента для та ділянок підвищеної твердості сприяє зростанню фрикційного поверхневого зміцнення є новими і зносотривкості і відповідно стійкості інструмента відповідають критерію "суттєві відмінності". (часу між правками робочої поверхні). СпіввідноНа Фіг.1, 2 зображено пропонований інструшення параметрів інструменту і кількість пальців мент. визначені експериментально. Інструмент складається з корпусу 1, в якому Приклад. Циліндричний зразок діаметром 20 встановлено робочий диск 2, виготовлений із тимм зі сталі 45 у нормалізованому стані зміцнюють танового сплаву або нержавіючої сталі, з розтана верстаті мод. 1К62 інструментом, робочий диск шованими в радіальних отворах пальцями 3 із якого виготовлений із титанового сплаву ВТ6, а матеріалу твердістю HRC 52-55. Диск закріплений пальці виготовлені з латуні ЛС-59 (за методом у корпусі фланцем 4 і болтами 5. прототипу), сталі 45 і ШХ15. Ширина робочої поІнструмент для фрикційного поверхневого зміверхні диска - 6 мм. Діаметр вставних пальців 10 цнення працює таким чином. Зміцнення інструмемм. Зовнішній діаметр зміцнюючого диска - 250 нтом здійснюють в процесі фрикційної обробки на мм. Лінійна швидкість обертання інструмента -70 токарних або шліфувальних верстатах. Інструмент м/с, поздовжня подача інструмента - 1,2 мм/об. встановлюють у спеціальному пристосуванні (а. с. Лінійна швидкість обертання зміцнюваної деталі 1199601) на токарному верстаті або шпинделі 0,033 м/с. Тиск інструмента на оброблюваний зрашліфувального верстату і обертають із коловою зок, що створюють механізмом поперечної подачі швидкістю 65-80 м/с. Інструмент притискають з верстату, становить 1,2 ГПа. У зону обробки попостійним зусиллям 600-1000 Н до оброблюваної дають оливу індустріальну I-12А. Результати зміцдеталі, що обертається із коловою швидкістю нення зразків наведені в таблиці. При підвищенні 0,014-0,035 м/с. Поздовжня подача інструмента твердості та кількості пальців збільшується глибивідносно деталі - 0,6-1,5 мм/об. Довжина лінії конна зміцненого шару і стійкість інструмента. такту інструмента з оброблюваною деталлю - 4-10 Таблиця Характеристика пальців Твердість Кількість Матеріал HRC Суцільний диск із титанового сплаву ВТ6 Латунь ЛС-59 8 8 45^8 Матеріал інструмента Сталь 45 Титановий сплав ВТ6 Сталь ШХ15 16 24 8 16 24 24 Стійкість інструменту, хв 30 32 40 Характеристика зміцненого шар) Глибина 8, Мікротвердість Нμ, мкм ГПа 290 8,0 190 9,0 160 94 45-48 48 190 10,1 45-48 55 220 10,5 52-55 47 62 80 60 340 400 420 300 10,2 11,6 12,0 11,5 52-55 50-52 Пальці високої твердості, потрапляючи в зону фрикційного контакту, накладають на зміцнювану поверхню циклічні імпульсні коливання високої частоти (~5 КГц), що позитивно впливає на процес зміцнення. Підвищення частоти коливань у зоні у зоні фрикційного контакту з підвищенням кількості 5 42155 6 пальців пропонованого інструменту підвищує ріГлибина зміцненого шару підвищується в 1,2-1,4 вень дисипації генерованої у зоні фрикційного конрази, а стійкість в 1,1-1,3 рази вища порівняно з такту енергії [2], що веде до підвищення дисперспрототипом. Застосування інструменту дозволяє ності структури і підвищення її фізико-механічних отримувати на поверхні деталі нанокристалічні властивостей. Пальці є також одночасно армуюструктури білих шарів підвищеної твердості. Зночим матеріалом по відношенню до матеріалу зміцсотривкість зміцненої поверхні підвищується в 1,5нювального інструменту, що підвищує його стій3,0 рази порівняно із гартованими деталями. кість. Джерела інформації: Рекомендовані матеріали для пальців кулько[1] Ю.И. Бабей Физические основы импульснопідшипникові й інструментальні вуглецеві та легого упрочнения стали и чугуна. - Киев: Наук, думка, вані сталі, термооброблені на твердість HRC 521988. - С. 22-24. 55. Зі збільшенням твердості пальців збільшується [2] Ю.К. Энгельбрехт, У.К. Нигул. Нелинейние глибина зміцнення і стійкість інструменту. волны деформации. - М.: Наука, 1981. - 256 с. Пропонований інструмент простій по конструкції, надійний в експлуатації, має високу стійкість. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601