Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ДОРНОВАНИЯ

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к методам поверхностного упрочнения отверстий деталей, изготовленных из низкоуглеродистых сталей.

Известен способ электромеханического дорнования (ЭМД) [Патент RU 2457083. Способ электромеханического дорнования. Опубл. 27.07.2012], заключающийся в перемещение дорна вдоль оси отверстия и формирование на поверхности отверстия упрочненных кольцевых участков с различной твердостью путем нагрева упомянутых кольцевых участков до температуры закалки кратковременным пропусканием электрического тока через место контакта дорна с поверхностью отверстия.

Недостатками данного способа являются: отсутствие возможности формирования кольцевых закаленных участков на поверхности отверстия деталей, изготовленной из низкоуглеродистой стали, и повышения их износостойкости, а также значительное усилие, необходимое на протягивание дорна через обрабатываемое отверстие.

Технический результат заявленного изобретения - повышение износостойкости поверхностей отверстий деталей, изготовленных из низкоуглеродистых сталей, за счет регулирования соотношения площадей различной твердости, уменьшение силы трения в зоне контакта дорна с поверхностью отверстия детали.

Указанный технический результат достигается тем, что поверхность отверстия детали покрывают науглероживающей пастой.

Способ ЭМД осуществляется следующим образом. Предварительно токоподводящие кабели от источника тока подводят к дорну и к обрабатываемой детали. На поверхность отверстия детали, изготовленной из низкоуглеродистой стали, наносят науглероживающую пасту толщиной 0,4…0,6 мм, состоящую из литола 24 и графита марки А, перемешанных между собой при установленных технологических пропорциях, зависящих от марки стали обрабатываемой детали и требований к физико-механическим свойствам обрабатываемой поверхности. Обрабатываемое отверстие детали располагают соосно дорну. Дорн, изготовленный из твердого сплава Т15К6, перемещают от верхней части отверстия к нижней с натягом i=0,1 мм для обеспечения надежности контакта и периодически пропускают ток плотностью j=270…300 А/мм² через место контакта дорна с обрабатываемой поверхностью отверстия. Во время подачи тока происходит одновременно нагрев участков поверхности отверстия детали до температур фазовых превращений и диффузионное насыщение данных участков атомарным углеродом из углеродосодержащей пасты, а также снижение силы трения между дорном и обрабатываемой поверхностью за счет использования науглероживающей пасты, состоящей из антифрикционных компонентов.

В процессе обработки, в зоне контакта дорна с поверхностью отверстия детали снижается сила трения за счет углеродосодержащей пасты и на поверхности отверстия детали образуются замкнутые кольцевые участки с глубиной упрочнения 0,1…0,15 мм, имеющие высокую твердость 40…47 HR-Сэ, чередующиеся с такими же участками, имеющими твердость, в несколько раз меньшую, которые в процессе эксплуатации изнашиваются, образуя каналы для удержания смазки, вследствие чего повышается износостойкость и увеличивается срок эксплуатации детали.

В условиях кафедры «Материаловедение и технология машиностроения» Ульяновской ГСХА им. П.А. Столыпина предлагаемым способом обработаны коромысла газораспределительного механизма двигателя КамАЗ 740.11-240, изготовленные из кованой стали, и стальные втулки турбокомпрессора ТКР-11 дизельных двигателей на следующих режимах: скорость обработки 60 мм/мин, натяг 0,1 мм, плотность тока 280 А/мм². В результате рентгеноструктурного анализа на упрочненных кольцевых участках поверхности отверстия образцов была выявлена концентрация углерода до 0,65%. Глубина закаленных кольцевых участков составила до 0,16 мм. Таким образом, на всех образцах, обработанных по предлагаемому способу, на кольцевых участках поверхности отверстия детали образуется науглероженная термически упрочненная структура.