Материалы и технология изготовления контакно-нагруженных деталей

Материалы и технология изготовления контакно-нагруженных деталей

Детали контактно-нагруженных соединений изготовляют из высокопрочных сталей с содержанием в среднем 1% С, термообработанных на твердость не ниже HRC 60—62.

Мелкие детали, работающие при спокойной нагрузке, выполняют из углеродистых сталей У11, У12, а при ударной нагрузке — из сталей У8—У10. Термообработка: закалка в воду с 750—800°С; отпуск при 150—180°С (HRC 60—62). Для более напряженных соединений применяют легированные инструментальные стали. Закалка в воде или масле с 800— 850°С, отпуск при 150—160°С (HRC 62— 68).

Крупные детали сложной формы изготовляют из цементуемых сталей типа 20Х, 18ХГТ, ЗОХГТ, 12ХНЗА, 18Х2Н4В. Глубина цементации 1—1,5 мм. После цементации заготовки подвергают измельчающему отжигу. Закалка в воду или масло с 800—850 °С, отпуск при 100—160°С (HRC 62—65).

Детали, подвергающиеся высокочастотным циклическим нагрузкам (подшипники качения), изготовляют из сталей ШХ6, ШХ9, ШХ15, ШХ15СГ. Заготовки подвергают сфероидизирующему отжигу. Закалка с 820±10°С, отпуск при 100—160°С (HRC 62—66). Для уменьшения количества остаточного аустенита закаленные заготовки обрабатывают холодом (при –30°С).

Детали, работающие при особо высоких циклических нагрузках, изготовляют из сталей вакуумной плавки, подвергнутых электрошлаковому, электронно-лучевому или плазменному переплаву под вакуумом.

Зубья тяжелонагруженных шестерен подвергают поверхностной закалке с нагревом ТВЧ (глубина закаленного слоя 2—3 мм, HRC 58—60), цементации (глубина слоя 0,8—1 мм, HRC 60—62), нитроцементации (глубина слоя 0,5—0,8 мм, HRC 62—65), азотированию (глубина слоя 0,5—0,8 мм, HV 900—1200).

Детали, работающие в агрессивных средах, изготовляют из коррозионностойких сталей типа 4X13, Х18. Закалка в масло с 1000—1070°С, отпуск при 200—300°С (HRC 60—62).

Для изготовления соединений, работающих при повышенных температурах, применяют легированные Сr, Si, Mo и W стали ледебуритного и мартенситного классов (теплостойкостью до 350°С) и высоковольфрамистые стали типа быстрорежущих Р9, Р12, Р18, P9K10, Р18К5Ф2 (теплостойкостью до 500°С). Быстрорежущие стали закаливают в масло с 1240—1280°С и подвергают (с целью уменьшения количества остаточного аустенита) трех-четырехступенчатому отпуску при 550—570°С с выдержкой на каждой ступени ~ 1 ч, а также обработке холодом (при –80°С). Твердость после оптимальной термообработки HRC 65—70.

Высокой теплостойкостью (до 550—600°С) обладают стеллиты — сплавы Cr, Mo, W на основе Со или Ni. Твердость HRC 60—65; хорошо противостоят горячей коррозии; термообработки не требуют. Кобальтовые стеллиты применяют только в литом виде и используют преимущественно для наплавки рабочих поверхностей слоем толщиной 1—1,5 мм. Более высокими качествами обладают поддающиеся ковке никелевые стеллиты.

Рабочие поверхности контактно-нагруженных деталей обрабатывают до 10—12-го класса шероховатости. Ответственные детали дополнительно подвергают электрополированию.