Внутреннего азотирования

При шлифовании отверстий малых диаметров круг должен вращаться с большим числом оборотов, чтобы получить необходимую скорость шлифования, но шпиндель станка для внутреннего шлифования не всегда может дать требуемое число оборотов. Поэтому шлифование отверстий малых диаметров приходится иногда вести при сравнительно небольших скоростях; так, например, при диаметре шлифовального круга до 8 мм средняя скорость его при шлифовании стали и чугуна составляет всего около 10 м/сек, в то время как обычная скорость 30 м/сек. При чистовом внутреннем шлифовании поперечная подача в зависимости от диаметра отверстия, требуемой точности и класса шероховатости колеблется в пределах 0,003—0,015 мм; чем меньше диаметр отверстия и чем выше требуемая точность его, тем меньше должна быть величина подачи.

Основное время для внутреннего шлифования с продольной подачей круга определяется по формуле

Третий способ внутреннего шлифования — бесцентровое шлифование. При этом способе шлифуется отверстие во вращающейся не* закрепленной детали по следующей схеме (рис. 94, б). Деталь, предварительно прошлифованная по наружному диаметру, направляется и поддерживается тремя роликами. Ролик / большого диаметра является ведущим; он вращает деталь 2 и в то же время удерживает ее от возможного вращения с большой скоростью от шлифовального круга 3.

Точность обработки при бесцентровом шлифовании по диаметру можно получить 2-го и даже 1-го класса, а точность на концентричность и параллельность осей внутреннего отверстия и наружной поверхности—до 0,003 мм. Этот способ можно применять для внутреннего шлифования деталей диаметром от 10 до 200 мм со сквозными и глухими отверстиями, а также с коническими отверстиями. Можно также шлифовать отверстия в деталях, имеющих на наружной поверхности уступы и буртики. Этот способ широко применяется для шлифования колец подшипников качения. Измерение шлифованного отверстия при бесцентровом внутреннем шлифовании может производиться автоматически.

Размеры канавок для наружного и внутреннего шлифования (кроме исполнения 4)

Например, модель станка 323, обозначает: 3 — шлифовальный (группа); 2 — для внутреннего шлифования (тип); 3 — типоразмер станка (№ 3). Модель станка 2150 обозначает: 2 — сверлильный (группа); 1—одношпиндельн'ый (тип), 50 — типоразмер (диаметр сверления в стали).

Визуальный механический одноконтактный прибор БВ-3130 (с индикатором МИГ или с отсчетным устройством БВ-6066) Контроль отверстий в процессе внутреннего шлифования 12—50 20—100 50—200 100—400 2 Внутришлифоваль-ные Саратовского станкостроительного завода моделей ЗК225В, ЗК227, ЗК228, ЗК229

Проведенное в заводских условиях хонингование партии гильз крупнозернистыми брусками на мощном хонинговальном станке (модель СС27А N = 30 кет) подтвердило целесообразность применения крупнозернистых брусков для снятия больших припусков. При хонинговании такими брусками обеспечивается чистота поверхности V7—V8, возможность исключения промежуточной операции внутреннего шлифования (или в других случаях развертывания), что сокращает цикл обработки, повышает механические свойства зеркала гильзы и обеспечивает экономичность и рентабельность операции хонингования.

Вырезка из изношенных кругов и боя мелких кругов для внутреннего шлифования успешно может производиться на сверлильных станках специальными алмазными коронками.

а — дисковые круги, изготовленные из изношенных чашечных и фасонных; б — круги для внутреннего шлифования, изготовленные из боя

А. Технологические приспособления. Правильный пресс с центрами для', правки деталей, приспособление для круглого, торцового и внутреннего шлифования на токарном станке; стационарная однокамерная моечная машина; приспособление для шлифования направляющих токарных станков на месте установки станка; для шлифования плоскостей на продольно-строгальном станке; гидравлический домкрат, приспособление для вы-прессовки контрольных штифтов; специальный съемник для демонтажа осей ходовых колес, для выпрессовки клиновых шпонок; шплинтовый выдергиватель, приспособление для демонтажа шпинделей и др,

При азотировании армко-железа и углеродистых сталей структура диффузионного слоя (табл. 4 и рис. 145) находится в полном соответствии с диаг- 600 раммой состояния Fe — N. Азотированный слой состоит из поверхностной нитридной зоны (е, Y') и зоны а-фазы с избыточными нитридами — Fe4N (Y'-фазы) или нитридов специальных элементов. Эта часть слоя называется зоной внутреннего азотирования или диффузионной з о н о и. При переходе от одной фазы к другой в азотированном слое, полученном на железе, происходит резкий перепад концентраций, который устанавливается при температуре диффузии и сохраняется после охлаждения (рис. 146).

.'Зону внутреннего азотирования алюминий не упрочняет. При высоком содержании алюминия под слоем е-фазы формируется область легированной алюминием у-фазы с высокой твердостью (I1V 1200). Алюминиевая у'-фаза нередко образует по границам зерна сетку, охрупчивая азотированный слой. Наиболее перспективны для азотирования Сг — Мо — V * стали, обеспечивающие при одинаковых условиях насыщения большую эффективную толщину азотированного слоя. Азотированный слой на этих сталях не хрупок и обладает высокой твердостью HV 900—950 (9000—9500 МПа). Азотированию подвергают многие конструкционные, нержавеющие, жаропрочные и инструментальные стали, а также чугуны.

Большей равномерности распределения упрочняющих дисперсных частиц и уменьшения их размера можно достичь, используя для получения дисперсноупрочненных катализаторов метод внутреннего азотирования. Для этого использовали спеченные образцы состава (Ni— l5Mo)~Ti, полученные мундштучным прессованием. Азотирование осуществляли в газостате, в атмосфере азота, при давлении 150 МПа и температуре 1250 К в течение одного часа. В процессе азотирования титан, первоначально находившийся в твердом растворе на основе никеля, взаимодействует с азотом, образуя дисперсные частицы TiN. Молибден при этом, из-за невысокой термодинамической устойчивости нитрида молибдена, остается в у-твердом растворе, сохраняя упрочненный легированный твердый раствор на основе никеля.

Результаты прочностных испытаний алмазных поликристаллов, полученных с применением дисперсноупрочненных катализаторов, представлены на рис. 6.12 — 6.13. Отметим, что эффект упрочнения алмазных поликристаллов наблюдается, если дисперсная фаза в исходном катализаторе распределена достаточно равномерно. Так, при использовании в качестве катализаторов прессованных порошковых смесей синтезируемые поликристаллы упрочняются лишь в случае дополнительной обработки смеси ультразвуком (см. рис. 6.12, 4). Если используются крупные порошки № и Мо, то добавки как ультрадисперсных, так и крупных порошков TiN незначительно влияют на прочность синтезируемых алмазных поликристаллов. Наибольшее упрочнение поликристаллов «карбонадо» достигается при использовании дисперсноупрочненных катализаторов, полученных методом внутреннего азотирования (рис. 6.13, 2). В таких катализаторах упрочняющая фаза TiN более дисперсна и равномерно распределена.

внутреннего азотирования для синтеза поликристаллических алмазов.

При азотировании армко- w" железа и углеродистых сталей структура диффузионного слоя (табл. 4 и рис. 145) находится в полном соответствии с диаг- 600 раммой состояния Fe — N. Азотированный слой состоит из поверхностной нитридной зоны (е, У) и зоны а-фазы с избыточными нитридами — Fe4N (у'-фа- ^ зы) или нитридов специальных элементов. Эта часть слоя называется зоной внутреннего азотирования или диффузионной зоной. При переходе от одной фазы к другой в азотированном слое, полученном на железе, происходит резкий перепад концентраций, который устанавливается при температуре диффузии и сохраняется после охлаждения (рис. 146).

Зону внутреннего азотирования алюминий не упрочняет. При высоком содержании алюминия под слоем е-фазы формируется область легированной алюминием у'-фазы с высокой твердостью (HV 1200). Алюминиевая у'-фаза нередко образует по границам зерна сетку, охрупчивая азотированный слой. Наиболее перспективны для азотирования Сг — Мо — V * стали, обеспечивающие при одинаковых условиях насыщения большую эффективную толщину азотированного слоя. Азотированный слой на этих сталях не хрупок и обладает высокой твердостью HV 900—950 (9000—9500 МПа). Азотированию подвергают многие конструкционные, нержавеющие, жаропрочные и инструментальные стали, а также чугуны.

Алюминий зону внутреннего азотирования не упрочняет. При высоком содержании алюминия (4—5% А1) под слоем е-фазы формируется широкая гетерофаз-ная область легированной алюминием уА1-фазы и железистой у'-фазы с высокой микротвердостью (НГ500) и сильными упругими искажениями в местах сопряжения двух изоморфных у'-фаз с резко отличающимися параметрами решетки [33].

Легирование стали несколькими элементами приводит к достижению большей твердости азотированного слоя по сравнению с легированием одним элементом. Высоиая твердость азотированного слоя обязана не только процессам ^пред-выделения и образованию нитридов, в процессе азотирования, но и большой растворимости азота в феррите, легированном переходными металлами. В сталях типа 38Х2МЮА высокая твердость (ЯК 1000—1200) на поверхности объясняется образованием легированной алюминием у^-фазы и деформационным упрочнением [33]. На твердость зоны внутреннего азотирования алюминий практически не оказывает влияния. Алюминий за счет образования нитридной сетки из легированной 7д1'Фазы охрупчивает азотированный слой.

Как показали ^термодинамические расчеты, при разбавлении аммиака азотом и аргоном устойчивость высокоазотистых 8- и у'-фаз возрастает и расширяется область их существования на диаграммах равновесия температура — состав атмосферы. Разбавление аммиака водородом оказывает противоположное действие, расширяя область а-фазы и сужая области е- и 7-фаз. Следовательно, для получения азотированного слоя без е-фазы желательно разбавление аммиака водородом или продуктами его диссоциации (N2 + H2). На рис. 47 представлены результаты термодинамических расчетов процесса азотирования в смеси NHS + Н2 + + N2. Разбавление аммиака продуктами его диссоциации, как это видно из рис. 47, а, незначительно изменяет границы областей существования азотистых фаз. При определенных соотношениях смеси аммиака и продуктов его диссоциации (20% < NHS< 30%) подавляется образование поверхностной иитридной воны и образуется лишь зона внутреннего азотирования. Стабильно поддерживать такой состав атмосферы можно лишь автоматически, например, с помощью

С целью улучшения свойств и варьирования состава фаз, образующихся при азотировании, аммиак разбавляется углеродсодержащими газами. Термодинамический расчет показывает, что увеличение в газовой смеси углеродводородных компонентов расширяет область карбонитридной 8-фазы и приводит к образованию Fes (С, N) илиРе8 (N, С) (рис. 47, в—е). Возможно применение комбинированного режима: первая стадия — азотирование в смеси аммиака с продуктами его диссоциации (20% < NHS< 30%) для получения развитой зоны внутреннего азотирования х; вторая, заключительная стадия — в насыщении в атмосфере аммиака с добавками углеродсодержащего газа.