Розмір шрифту: 

Вступ. Зміцненню валів , які працюють під впливом великих навантажень приділяється особлива увага, так як без зміцнення вали працюють порівняно невеликий термін і їх бракують через виникнення втомних тріщин, корозії, стирання та зрізання контактуючих поверхонь валу. Отже,величина та характер зношування напряму залежить від фізико-механічних властивостей верхніх шарів матеріалу. Дані властивості можна значно покращити за рахунок технологічних методів зміцнення поверхні деталі, одним з найпоширеніших являється газове азотування.Азотування являється насиченням поверхневих шарів сталей азотом для підвищення твердості (1100... 1200 НВ),корозостійкості і довговічності. Товщина азотованого шару зазвичай вибирається в межах 0,1-0,5,температури азотування порівняно невисокі(значно менші ніж при цементації),що не спричиняє термічних навантажень на вал,які можуть призвести до значної зміни його розмірів і структури на поверхні деталі. Одним із недоліків азотування є його значна тривалість. За цей час утворюється зміцнений шар, глибина якого може досягати 0,9 мм. Але є методи,які дозволяють значно зменшити час,а відповідно і метеріальні витрати на азотування деталі.

Одним з таких методів є іонне азотування,що проводиться в сталевій бочці,яка слугує анодом. Між нею і деталями, збуджується тліючий розряд в середовищі газів азоту або аміаку. Відбувається бомбардування поверхні кожної деталі (катода) позитивними іонами азоту. При цьому відбувається очищення поверхні при напрузі близько 900 В і низькому тиску (15,3 ... 26,7 Па); поверхня нагрівається до температури 200 ° С. Потім при напрузі 300 ... 800 В і підвищенні тиску до 130 ... 1330 Па поверхня деталей нагрівається (за рахунок іонного бомбардування) до 450 ... 550 ° С; іони азоту бомбардують деталь і проникають углиб углиб деталі. Даний метод дозволяє значно зменшити час азотування.

Завчасно перед процесом азотування сталь піддають гартуванню з подальшим високим відпуском,після азотування вал шестерню необхідно відшліфувати,окрім зубів шестерні. Корозійна стійкість сталі 40ХНМА після газового азотування може збільшитись до 1,2-1,5 разу.Також можна використовувати комбіновані методи азотування, наприклад газотермоцклічного іонного в пульсуючому режимі,це дозволяє збільшити зносостійкість валу у 1,6-2,0 разу.

Дослідження. Провівши поверхневе зміцнення валу 40ХНМА імпульсним методом на установці ВІПА-1,з дотриманням всіх технологічних вимог за 16-ма режимами,з подальшим шліфуванням зразка провели його 10-годинне дослідження на корозійну стійкість на повітрі при 963K,нанісши на його поверхню сольову обмазку,яка складалась з NaCl і Na2SO4.Корозійну стійкість оцінили за питомим збільшенням маси валу в залежності від часу. Для даної сталі 40ХНМА корозійну стійкість методом азотування вдалось покращити у 2,2-2,5 разів,залежно від технологічних режимів і термообробки.

Отже,дана методика дуже ефективна для досягнення значної стійкості валу від корозії і покращення механічних властивостей.

Вал шестерня