Zubkov N.N. et. al. 2018 Vol. 20 No. 2

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 20 № 2 2018 44 ТЕХНОЛОГИЯ тивного отвода тепла в тело заготовки. Скорость охлаждения при закалочном ДР оценивалась по разности температур на поверхности зоны реза- ния, которая составила 900 °С, и температуры соседнего ребра через один оборот заготовки, составляющей 450 °С. Измерения проводились термографом IRTIS-2000С. При частоте враще- ния заготовки 1200 об/мин время, затрачивае- мое на один оборот заготовки, составляет 0,05 с, что дает скорость охлаждения V охл =9,0∙10 3 °С/с. Данная скорость охлаждения выше, чем ско- рость охлаждения при лазерной закалке, которая в среднем составляет 10 3 °C/с [27]. Для ДР дан- ная оценка – это оценка минимальной скорости охлаждения, поскольку термограф фиксировал температуру наружных слоев. Для слоев, на- ходящихся ближе к основанию ребра, скорость охлаждения должна быть еще выше. В резуль- тате быстрого охлаждения со скоростью больше критической в поверхностной структуре образу- ется предположительно неоднородный мелкоди- сперсный мартенсит с включениями полигони- зованного феррита. Авторам не удалось добиться получения без- дефектной поверхности закаленного вала. Как видно из фотографий поперечных срезов за- каленной поверхности (рис. 6), самый верхний слой имеет дефекты в виде расслоений и наплы- вов. Данный факт пока является существенным недостатком, поскольку дефектный слой требует устранения твердым точением на том же станке, на котором производилась закалка, или отдель- ной операцией шлифования. Оценка производительности закалки мето- домДР проводилась на стальном валу диаметром 48 мм и составила 3 см 2 /с закаленной поверх- ности в минуту, что в два раза выше произво- дительности закалочного шлифования, которая составляет 0,4…1,5 см 2 /с [9]. Проведенные триботехнические испыта- ния образцов с упрочнением ДР подтвердили работоспособность предлагаемого метода в узлах трения скольжения. Результаты испы- таний, представленные на рис. 9, показывают, что образцы, закаленные ДР, имеют износо- стойкость на 10…40 % больше по сравнению с образцами, изготовленными по стандартной технологии закалки [28]. Меньшие значения интенсивности изнашивания образцов, зака- ленных ДР, с последующим низким отпуском связаны со снижением остаточных напряже- ний и превращением остаточного аустенита в мартенсит отпуска. Выводы 1. Упрочненный методом ДР слой на поверх- ности заготовки является непрерывной лентой закаленной стружки, имеющей прочную связь с основным материалом заготовки по своей узкой стороне, слои которой скреплены друг с другом по своей широкой стороне. 2. В отличие от известных методов закалки нагрев и структурно-фазовые превращения в ма- териале при закалке методом ДР происходят при высоких давлениях, степени и скорости дефор- мации и сверхвысоких скоростях нагрева. 3. Реализована возможность получения ком- позитной слоистой закаленной структуры с тон- кими наклонными слоями различной твердости. 4. По сравнению с лазерной закалкой распре- деление твердости по толщине закаленного слоя имеет равномерный характер. 5. Закалка методом ДР высокопроизводи- тельна, имеет низкое энергопотребление, позво- Рис. 9 . Интенсивность изнашивания. Сталь 40Х [28]: 1 – закалка ДР без отпуска; 2 – закалка ДР с низкотемпе- ратурным отпуском; 3 – объемная закалка с низкотемпера- турным отпуском Fig.9. Wear intensity. Steel 40Kh. [28]: 1 – after DC without tempering; 2 – after DC with low-tem- perature tempering; 3 – after standard oil quenching with low- temperature tempering