Спосіб поверхневого зміцнення металевих виробів

1/40 СПОСІБ ПОВЕРХНЕВОГО ЗМІЦНЕННЯ МЕТАЛЕВИХ ВИРОБІВ Винахід відноситься до області обробки поверхні виробів машино будування концентрованими потоками енергії, хшіко-тєршчною обробкою і може бути використаний для підвищення зносостійкості деталей та виробів, різального інструменту , зниження сил тертя в механізмах , що працюють в умовах підвищеного абразивного зносу . Відомий спосіб поверхневого зміцнення металевих виробів по ос новному винаходу а.с . № 1289079, згідно якого поверхню деталі ди фузійно насичують киснем та азотом повітря у відкритій атмосфері при електроконтактному підігріві і з ультразвуковим виглажуванням , який здійснюється дотиком інструмента-катода з поверхнею деталі-ан ода [І] . Недоліком даного способу є те , що він є малоефективним для зміцнення виробів із сталі . Для титанових сплавів , в поверхні котрих під-час обробки утворюються структури високої твердості - нітрити та оксиди титану, він значно покращує антифрикційні властивості металу . Однак, із-за малої товщини зміненого шару /30-75 мкм/ виникають труднощі при застосуванні після даної обробки фінішних операцій шліфування та полірування для підгонки особливо точних та відповідальних деталей , В основу винаходу поставлено задачу розробити спосіб поверхневого зміцнення металевих виробів , в якому шляхом введення процесів титанування та електролітичного наводнювання поверхні сталевих виробів перед електроультразвуковою обробкою /способом-прототипом / можна забезпечити покращення якості поверхні виробів шляхом збільшення товщини зміцненого шару та підвищення опору зносостійкості металу . Поставлена задача розв'язується тим , що в спосіб поверхневого зміцнення металевих виробіві який містить елект- У роультразвукову обробку, згідно винаходу перед ультразвуковим виглажуванням та електроконтактним підігрівом поверхні деталі вводять процеси титанування та електролітичне наводнювання . Суть винаходу полягає в тому, що поверхню деталі попередньо титанують контактним способом |2] в негерметичних контейнерах у порошковій суміші /75 % феротитану, 20 % окису алюмінію, 5 % активатору А/ Н^р HF / при температурі ІООО-ПОО °С на протязі 6 год. та електролітично наводнюють в однонормальному розчині сірча ної кислоти з добавкою 5 мг/л двоокису миш"яку при густині струму 2 20 А/м на електроульразвуко-протязі 2-х год., а потім піддають вій обробці /способом-прототипом/ у відкритій атмосфері шляхом одночасного ультразвукового виплачування та електроконтактного піді гріву, яке здійснюється дотиком інструменту - катода з оброблювальною поверхнею виробу - аноду. Локальний нагрів до переплавильних температур та ультразвукова дія, що супроводжують електроультразвукову обробку, викликають розчинення карбідів та порушення карбідного шару в титанованій сталі, проникнення азоту повітря на більш глибокі шари , а присутність водню в металі інтенсифікує дифузійні процеси, особливо в системі покриття-метал. Утворюється зміцнений шар товщиною 150 160 мкм, який являє собою конгломерат дрібнодисперсних фаз : карбідів, нітридів та оксидів титану, мартенситу, інтерметалідів ї має підвищені антифрикційні властивості . Опір зношуванню зміцнених сталей підвищується в 3-Ю разів. Попереднє титанування сталей /відомий процес/ перед електроультразвуковою обробкою позволяє отримати нітриди та оксиди тита ну. Однак товщина зміцненого шару сягає до 80 мкм, що обмежує застосування цього способу обробки для зміцнення деталей , при виготовленні котрих потрібно проводити фінішні операції - шліфування та полірування. Саме електролітичне наводнювання без титанування та електроультразвукової обробки не дає додатнього ефекту у покра щенні якості поверхневих шарів виробів та підвищенні їх робото здатності , а сумісна дія - титанування , наводнювання та електро ультразвукова обробка підвищують експлуатаційні властивості виро бів, ідо не є травіальним рішенням Недивлячись на відомість проце . сів електроультразвукової обробки , титанування, наводнювання сталі , сумісне їх використання - прийом невідомий ні із аналогів , ні із прототипу , дає додатній ефект , що перевищує суму ефектів від кожного зокрема прийому і обумовлений підвищенням якості зміцненого поверхневого шару деталі та роботоздатності деталей і згідно цього відповідає критерію "суттєві відмінності ". Винахід пояснюється