Методы поверхностного упрочнения

Поверхностное упрочнение пластическим деформированиемосновано на

способности стали к наклепу при пластической деформации.

Наиболее распространенными способами такого упрочнения поверхности является

дробеструйная обработка и обработка поверхности роликами или шариками.

При дробеструйной обработке на поверхность детали из специальных

дробеметов направляется поток стальной или чугунной дроби малого диаметра

(0,5-1,5 мм). Удары концентрируются на весьма малых поверхностях, поэтому

возникают очень большие местные давления. В результате повышается твердость и

износостойкость обработанной поверхности. Кроме того, сглаживаются мелкие

поверхностные дефекты. Глубина упрочненного слоя при дробеструйной обработке

составляет около 0,7 мм.

Обкатка роликами производится с помощью специальных приспособлений

на токарных станках. Помимо упрочнения, обкатка снижает шероховатость

обрабатываемой поверхности. Глубина упрочненного слоя доходит до 15 мм.

Поверхностная закалкасостоит в нагреве поверхностного слоя стальных

деталей до аустенитного состояния и быстрого охлаждения с целью получения

высокой твердости и прочности в поверхностном слое в сочетании с вязкой

сердцевиной. Существуют различные способы нагрева поверхности под закалку —

в расплавленных металлах или солях, пламенем газовой горелки, лазерным

излучением, током высокой частоты. Последний способ получил наибольшее

распространение в промышленности.

При нагреве токами высокой частотызакаливаемую деталь помещают

внутри индуктора, представляющего собой медные трубки с циркулирующей

внутри для охлаждения водой. Форма индуктора соответствует внешней форме

детали. Через индуктор пропускают электрический ток (частотой 500 Гц-10 МГц).

При этом возникает электромагнитное поле, которое индуцирует вихревые токи,

нагревающие поверхность детали. Глубина нагретого слоя уменьшается с

увеличением частоты тока и увеличивается с возрастанием продолжительности

нагрева. Регулируя частоту и продолжительность, можно получить необходимую

глубину закаленного слоя, находящуюся в пределах 1-10 мм.

Преимуществами закалки токами высокой частоты являются регулируемая

глубина закаленного слоя, высокая производительность (нагрев одной детали

длится 10 с), возможность автоматизации, отсутствие окалинообразования.

Недостаток — высокая стоимость индуктора, который является индивидуальным

для каждой детали. Поэтому этот вид закалки применим, в основном, к

крупносерийному и массовому производству.

Перспективный метод поверхностной закалки стальных деталей сложной формы —

лазерная обработка. Благодаря высокой плотности энергии в луче лазера возможен

быстрый нагрев очень тонкого слоя металла. Последующий быстрый отвод тепла в

объем металла приводит к закалке поверхностного слоя с приданием ему высокой

твердости и износостойкости.__