Спосіб визначення твердості по висоті шару наплавленого металу на циліндричні деталі

1 Спосіб визначення твердості по висоті шару наплавленого металу на циліндричні деталі, що включає операції підготовки зразка для визначення твердості, його фіксації в приладі і проведення замірів, який відрізняється тим, що при виконанні операції підготовки зразка для визначення твер дості спочатку зрізають наплавлений на циліндричну деталь шар металу у площині, дотичній до циліндричної поверхні непроплавленого металу деталі, а потім проводять наступний зріз у площині, паралельній першій, на відстані, що забезпечує товщину зразка, при якій зберігається його жорсткість в процесі проникнення ідентора вимірювального приладу в метал, при цьому твердість вимірюють по ширині площин наплавленого шару, які утворилися в результаті першого зрізу, і по всій довжині зразка по ЛІНІЯХ, паралельних першій лінії промірювань 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що величина відстані між площинами зрізу становить не менше восьми глибин проникнення ідентора вимірювального приладу в метал Винахід відноситься до області ремонтного виробництва і може бути використаним при ремонті спряжень машин і інших технічних засобів ВІДОМІ способи визначення твердості металу, що включають операції підготовки зразка для визначення твердості, його фіксації в приладі і проведення замірів (див, наприклад, а с СРСР №954855, G01 N 3/40) При таких способах визначається твердість однорідних по структурі металів, де для оцінки достатньо знати и (твердості) значення у поверхневому шарі або визначається твердість плівки покриття деталі До недоліків вказаних способів відноситься те, що вони не передбачають промірів твердості по висоті шару металу, що є архіважливим при ремонті спряжень із застосуванням методів наплавлення, тобто нанесення на поверхні деталей спряження металевого шару, особливо на поверхні циліндричних деталей в зв'язку з тим, що твердість по висоті наплавленого шару не є однаковою Через незнання значень твердості по висоті наплавленого на циліндричну деталь шару металу не можна визначити технологічні і режимні параметри відновлення даного типу деталей, при яких би забезпечувалася твердість наплавленого ме талу близька до твердості металу, з якого виготовлена заводська деталь, тобто не можна досягти збереження ресурсу відновлених деталей, закладеного при їх проектуванні, та неможливо задатися висотою шару наплавленого металу, тобто припусками на механічну обробку, які б забезпечили одержання потрібного розміру і необхідної при цьому твердості поверхні спряженої деталі За прототип прийнято найбільш близький по технічній суті спосіб визначення твердості металу, що включає операції підготовки зразка для визначення твердості, його фіксації в приладі і проведення замірів (див Брюханов А Н , Лахтин Ю М , Малышев А И , Шувалов Ю А Технология металлов - М МАШ ГИЗ, 1959 с 86-90) До недоліків такого способу, як і в аналогах, слід віднести те, що ним також не передбачено вимірювання твердості по висоті шару металу, тобто такий спосіб можна застосувати лише для визначення значень твердості тільки у поверхневому шарі, що достатньо для оцінки цього показника виключно в однорідних по структурі металів Як уже згадувалося при розгляді аналогів, в ремонтному виробництві відновлення посадочних місць спряжених деталей методами наплавлення знайшло найбільш широке застосування, особли (О о (О 60216 во наплавлення циліндричних деталей Оскільки в силу нерівномірності протікання термічних процесів, особливо на початку та в КІНЦІ наплавлення, твердість як по висоті наплавленого шару, так і по довжині наплавлення деталі буде не однаковою, причому для кожної із груп деталей (деталі з різним діаметром та довжиною, порожнисті циліндричні деталі з різним внутрішнім діаметром і товщиною стінки, тощо) буде змінюватися по різному Але збереження ресурсу відновлених деталей, закладеного при їх проектуванні, можливе лише тоді, коли твердість наплавленого металу буде близькою до твердості металу з якого виготовлена заводська деталь Досягти цього можливо шляхом встановлення обґрунтованих технологічних і режимних параметрів направлення кожної із груп (типів) деталей Зважаючи на те, що нерівномірність твердості по висоті наплавленого шару неможливо повністю усунути через хаотичність термічних процесів (хаотичність руху ХІМІЧНИХ елементів при плавленні металу), то на практиці необхідно задаватися висотою шару наплавленого металу, тобто задаватися такими припусками на механічну обробку, які б забезпечили одержання номінального розміру і, разом з цим, необхідну твердість поверхні спряженої деталі, тобто параметрів, що забезпечують збереження ресурсу, закладеного при проектуванні кожної із груп (типів) деталей Таким чином, визначення твердості по висоті шару наплавленого на циліндричну деталь металу необхідне для визначення технологічних і режимних параметрів наплавлення, а також для визначення необхідного припуску на механічну обробку, а цього спосіб за прототипом не забезпечує Зважаючи й на те, що шар наплавленого металу становить лише 3-5мм, то для заміру твердості по його висоті необхідно ВІДПОВІДНИМ чином підготовити зразок для того, щоб забезпечити проміри по такій висоті і забезпечити точність вимірювань, чого спосіб за прототипом також не передбачає Задачею винаходу є розробка способу визначення твердості по висоті шару наплавленого металу на циліндричні деталі, при якому шляхом застосування нової ПОСЛІДОВНОСТІ та направленості виконання операцій, а також раціональних розмірів зразка для вимірювання твердості забезпечується його жорсткість в процесі проникнення ідентора вимірювального приладу в метал і розгортання висоти наплавленого шару металу, чим досягається можливість збільшення точок вимірювання і, як наслідок, підвищення точності вимірювання по висоті шару наплавленого металу, що дає можливість визначити технологічні і режимні параметри відновлення даного типу деталей при яких би забезпечувалася твердість наплавленого металу близька до твердості металу з якого виготовлена заводська деталь, чим досягається збереження ресурсу відновлених спряжень, закладеного при їх проектуванні, та можливість задатися висотою шару наплавленого металу (оскільки твердість по його висоті не рівномірна), тобто припусками на механічну обробку для одержання потрібного розміру і, разом з цим, необхідної твердості поверхні спряженої деталі Вказана задача вирішується за рахунок того, що за способом визначення твердості по висоті шару наплавленого металу на циліндричні деталі, що включає операції підготовки зразка для визначення твердості, його фіксації в приладі і проведення замірів при виконанні операції підготовки зразка для визначення твердості спочатку зрізається наплавлений на циліндричну деталь шар металу у площині дотичній до циліндричної поверхні непроплавленого металу деталі, а потім проводиться наступний зріз у площині паралельній першій на відстані, що забезпечує товщину зразка при якій зберігається його жорсткість в процесі проникнення ідентора вимірювального приладу в метал, при цьому твердість вимірюється по ширині площин наплавленого шару, які утворилися в результаті першого зрізу, і по всій довжині зразка по ЛІНІЯХ паралельних першій лінії промірювань Крім цього, величина відстані між площинами зрізу може становити не менше ніж восьми величинам глибини проникнення ідентора вимірювального приладу в метал При цьому, зрізанням наплавленого на циліндричну деталь шару металу у площині дотичній до циліндричної поверхні непроплавленого металу деталі досягається розгортання висоти наплавленого шару металу, а вимірюванням твердості по ширині площин наплавленого шару, які утворилися в результаті вказаного зрізу і по всій довжині зразка по ЛІНІЯХ паралельних першій лінії промірювань забезпечується збільшення точок вимірювання і, як наслідок, підвищення точності вимірювання по висоті наплавленого шару металу Проведенням наступного зрізу у площині паралельній першій на відстані, що забезпечує товщину зразка при якій зберігається його жорсткість в процесі проникнення ідентора вимірювального приладу в метал досягається щільне прилягання зразка до опорного столу, виключається прогин або руйнування вказаного зразка, чим також досягається надійність і точність вимірювання, тобто виключаються фактори негативного впливу на точність вимірювання Встановленням величини відстані між площинами зрізу не меншою ніж ВІСІМ величин глибини проникнення ідентора вимірювального приладу в метал забезпечується раціональна товщина зразка для установки його в прилад і надійність проведення вимірювань Визначені за запропонованим способом значення твердості по висоті шару наплавленого на деталь металу дозволяють обґрунтувати технологічні і режимні параметри відновлення даного типу деталей при яких би забезпечувалася твердість наплавленого металу близька до твердості металу з якого виготовлена заводська деталь, чим досягається збереження ресурсу відновлених спряжень, закладеного при їх проектуванні З використанням запропонованого способу появляється можливість визначення раціональної висоти шару наплавленого металу, тобто можливість встановлення раціонального припуску на механічну обробку з метою одержання номінального розміру і разом з цим, необхідної твердості поверхні спряженої деталі, чим забезпечити робо 60216 Далі площини 6 і 7 вирізаного зразка 3 шліфуютьтоздатність і надійне збереження ресурсу спряся Після ЦЬОГО зразок 3 кладеться площиною 7 на жень площину опорного столу приладу для вимірюванІ нарешті, використання визначених за запроня твердості, фіксується ідентором приладу шляпонованим способом характеристик для кожної із хом прикладення попереднього навантаження, а груп деталей однакових розмірно-конструктивних на індикаторі приладу виставляється нульове повиконань дає можливість раціонально організуваказання Далі на приладі прикладається до ідентоти технологічні лінії і процеси по відновленню дера загальне навантаження, яке після 3-4 секунд талей різних груп на спеціалізованих ремонтних витримки знімається і зчитується з індикатора підприємствах приладу величина твердості Приклад здійснення способу визначення тверПотім зразок переміщується на відстань дості по висоті шару наплавленого металу на ци2-Змм від центру першого відпечатку залишеного ліндричні деталі пояснюється кресленнями на ідентором в металі і аналогічно вище описаному фіг 1, 2, 3, 4, і 5 проводиться наступний замір На фіг 1 схематично зображено циліндричну Заміри проводяться по ширині площин напладеталь з наплавленим шаром металу та ЛІНІЯМИ вленого шару (по розгорнутих висотах шару), які зрізів для одержання зразка по визначенню тверутворилися в результаті першого зрізу, і по всій дості по висоті шару наплавленого металу, на довжині зразка з відстанями між ЛІНІЯМИ промірюфіг 2 - зразок, на фіг 3 - вигляд по А на фіг 2, на вання 3-4мм, що дозволяє підвищити точність вифіг 4 - вигляд по Б на фіг 2, на фіг 5 - схема точок мірювань вимірювання Результати вимірів застосовуються для визнаПри виконанні операції підготовки зразка 3 для чення технологічних і режимних параметрів навизначення твердості спочатку шар 2 наплавленоплавлення та визначення необхідної висоти наго металу зрізають одним із відомих методів (фреплавлення шару металу, тобто необхідного зеруванням, пилкою, тощо) по лінії зрізу 4 в плоприпуску на механічну обробку при якому досягащині дотичній до циліндричної поверхні ється потрібний розмір деталей певної групи і непроплавленого металу деталі 1 Потім провоконструктивно-розмірних виконань та забезпечудиться наступний зріз по лінії 5 в площині паралеється необхідна твердість поверхні спряженої дельній першій на відстані між ними, яка становить талі не менше ніж восьми величинам глибини проникнення ідентора вимірювального приладу в метал Фіг. 1 Фіг. 2 60216 Вигляд по А Фіг. З Вигляд по Б Фіг. 4 Фіг. 5 Комп'ютерна верстка Т Чепелєва Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна