Термоупрочняющая обработка сталей в магнитном поле

Секция летательных аппаратов и механики

УДК 621.78.004.7

В.И. Бутенко

ТЕРМОУПРОЧНЯЮЩАЯ ОБРАБОТКА СТАЛЕЙ В МАГНИТНОМ

ПОЛЕ

Разработан способ термоупрочняющей обработки низколегированных малоуглеродистых ста лей в магнитном поле, включающий нагрев поверхности обрабатываемой детали токами высокой частоты, обкатку (раскатку)и закалку в воде. Предварительно детали обрабатываются либо шлифованием, либо подвергаются чистовому точению (растачиванию), фрезерованию. В результате совместного действия нагрева поверхности стали выше температуры АсЗ на 50-110 градусов Цельсия и последующего упрочнения во вращающемся магнитном поле в обрабатываемом материале происходит "выдавливание" дислокаций и изменение фазового состояния. Формируется направленная текстура материала поверхностного слоя детали с высокой релаксационной стойкостью дислокационной структуры.

Рассмотрена кинетика фазовых превращений в стали при термоупрочняющей обработке поверхностного слоя детали в магнитном поле и показано, что при напряженности 2.4 МА/м происходит полный распад остаточного аустенита и достигается максимальное измельчение зерна и наивысшие показатели по пластичности и вязкости.

Экспериментальные исследования показали, что использование термоупрочняющей обработки стали в магнитном поле позволяет обеспечить:

• равномерное распределение технологических остаточных напряжений на обработанной поверхности детали;

• оптимальные параметры шероховатости, максимально снижающие время прирабатываемости сопряженных поверхностей;

• регулярный микрорельеф поверхности при создании масляных карманов;

• высокую износостойкость и усталостную прочность материала;

• высокую управляемость процесса;

• отсутствие на обработанной поверхности отслаивания и микротрещин в материале.

Разработаны принципиальная схема промышленной установки и технология термоупрочняющей обработай деталей в магнитном поле, определены рациональные режимы процесса. Выполнены экспериментальные исследования фазовых превращений в стали при термоупрочняющей обработке в магнитном поле, позволившие формализовать кинетику структурных превращений в обрабатываемом материале. Решена задача упругопластического деформирования металла в зоне контакта упрочняющего инструмента и обрабатываемой поверхности детали.