Спосіб відновлення шестерен

Спосіб відновлення шестерен, який включає нагрівання до температури пластичності, деформування в штампі на величину, необхідну для відновлення, штатну термічну обробку і подальшу 28864 Перед виконанням відновлення шляхом пластичного деформування на торцеву поверхню шестерні в районі, що прилягає до зубчастого вінця наплавляють обраним методом об'єм металу, який не менше об'єму зношеного металу. На першому етапі шестерню, що підлягає відновленню, прискорено нагрівають у соляній ванні або в індукційній установці, або шляхом відповідного нагріву печі до температури АС3+(50...100°С) і без витримки при цій температурі переносять у штамп (фіг. 3), розташований на столі пресу, при цьому конфігурація штампу відповідає конфігурації і розмірам нової шестерні, де проводять опресування попередньо наплавленого металу в температурному інтервалі АС3+(50...100°С)...АС3 . Основний метал зношених зубів при опресуванні у межах першого циклу роздається у радіальному напрямку на величину від 0,05 до 0,10 мм. Після цього виконується природне, або з підстужуванням, охолодження шестерні разом з штампом до температури Аr1-(30...50°С). Після цього шестерня випресується з штампу для виконання наступного етапу, при цьому кількість циклів першого етапу складає і=1...2. При наявності відповідного обладнання нагрівання на першому етапі перед пластичним деформуванням може виконуватись без витягання шестерні з штампу, що значно підвищує виробничність процесу. Загальна кількість циклів механікотермоциклічної обробки першого етапу становить ni=2...4. Багаторазова механіко-термоциклічна обробка шестерні по режимах першого етапу дозволяє поступово отримати об'ємне збільшення зношених поверхонь за рахунок наплавленого металу, при цьому пластична деформація, що відбувається у вказаному температурному діапазоні дозволяє забезпечити зародження та розвиток нової фази не тільки на кордонах аустенітних зерен, але і на дефектах кристалічної структури, що на фоні циклічного коливання температури веде до разової перекристалізації в дифузійній області, змельчує структур у і поліпшує механічні властивості металу відновлення. Але виконання першого етапу не в повній мірі забезпечує досягнення задачі, що поставлена. Це пов'язано з тим, що під час формування наплавленого металу і його проникнення в основний, а також при роздачі основного металу в радіальному напрямку, особливо у шестерень, що мають цементований шар, утворюються багатозонові структури з різницею в хімічному складі. З метою запобігання утворенню зональних внутрішніх напружень, які можуть привести до появи гарячих або холодних післяремонтних тріщин, виконується, послідовно, другий етап термоциклічної обробки (фіг. 1) в температурному інтервалі АС1+(30...50°С)...Ar 1-(30...50°C) на обладнанні та з швидкостями нагрівання, які мали місце на перших етапах механіко-термоциклічної обробки, при цьому кількість циклів обробки у межах одного етапу становить j=3, а загальна кількість nj=3...9. Нагрівання до температури АС1+(30...50ºС) запобігає значному росту зерен аустеніту в процесі фазових перетворень, як це має місце при нагріванні до температури вище АС 3, a охолодження до температури Ar1-(30...50°С) викликане суто економічними міркуваннями, т.я. при цій температурі структурні перетворення практично закінчуються. Послідовне проведення других етапів термоциклічної обробки нівелює хімічний склад, структуру і властивості окремих зон, виключає утворення визначних внутрішніх напружень, приводить до подальшого подрібнення структури (фіг. 2). В результаті поліпшується весь комплекс фізикомеханічних характеристик металу, що відновлюється. Штатна термічна обробка (наприклад, загартування з відпуском) виконується в штампі з подальшим випресуванням, або окремо, після охолодження і випресування. Подальша механічна обробка виконується лезовим і абразивним інструментом. Для порівняння показників відомого та пропонованого засобів, як об'єкт вибрана пласка (без маточини) одновінцева шестерня коробки швидкостей вертикально-свердлувального верстата 2А125 із сталі 25ХГТ і поверхневою цементацією зубів на глибину 0,9 мм, твердістю на поверхні 57...58 HRC, всередині - 38...39 HRС. Величина зношення по евольвенті зуба становила 0,18...0,19 мм. На торцеву поверхню шестерні за допомогою переобладнаного зварювального напівавтомата А-5474 дротом марки Нп-30ХГСА діаметром 2,0 мм в середовищі газу СО2 наплавлявся по торцю деталі в районі, що прилягає до зубів, валик товщиною 1,1 мм. Нагрівання шестерні виконувалось в лабораторній печі камерного типу СНОЛ-1,6.2,5.1/11-М1 в соляній ванні NaCl+KCL (100%). З врахування реальної швидкості нагрівання положення критичних точок становило: AС3 - 855°C; AС1 - 740°С; Аr1 - 690°С. Опресування виконувалось на гідравлічному пресі ПГ10 у штампі. Результати порівняльних випробувань наведені в табл. 1, 2. Після відновлення шестерні піддавались термічній обробці - загартуванню з відпуском і подальшій лезовій та абразивній обробці. Джерела інформації 1. Федюкин В.К., Смагоринский М.Е. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин. Л.: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1989. - 255 с., с. 161...162, 167...169. 2. Патент России 1648711, В23Р6/00, опубл. В.И. № 18, 1991. Таблиця 1 Фізико-механічні характеристики відновлених шестерень Засіб Відомий Пропонований Розмір зерна 7...8 11...12 sи, МПа 550 750 2 sконт. МПа 1800 2200 s-1 МПа (зубів) 800 1100 28864 Таблиця 2 Технологічні характеристики процесів відновлення Засіб Відомий Пропонований Кількість проходів до кінця опресування Час виконання, хв. Відносна довговічність* 7 і=2 j=3 17,5 10,2 1 1,3 * Визначалась при прискорених випробуваннях в абразивному середовищі. ni – цикли механо-термоциклічної обробки nj – цикли термоциклічної обробки Фіг. 1 3 28864 Фіг. 2 Фіг. 3 4 28864 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ __________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 __________________________________________________________ 5