Obrabotka Metallov 2009 No. 4

УДК 539.4:620.2 ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КОНСТРУКТИВНОЙ ПРОЧНОСТИ УДАРНОГО ИНСТРУМЕНТА А.И. ПОПЕЛЮХ, канд.техн.наук, доцент, А.М. ТЕПЛЫХ, аспирант, Д.С. ТЕРЕНТЬЕВ, аспирант, А.Ю. ОГНЕВ, аспирант, НГТУ, Новосибирск Исследованы химический состав, структура, твердость и характеристики усталостной долговечности сталей зару- бежного и отечественного производства, применяемых для изготовления ударного инструмента. Выяснено, что при со- поставимом химическом составе и твердости ресурс работы стали 45 в три раза ниже зарубежных аналогов. Показано, что наиболее вероятной причиной низкой долговечности ударного инструмента российского производства является содержание в стали большого количества крупных неметаллических включений. Chemical composition, structure, hardness and characteristics of the fatigue life of steels manufactured both at home and abroad which are used for impact tool making were studied. It has been found that having the comparable chemical composition and hardness the operating life of steel 45 is 3 times shorter than those of foreign manufacture. It is shown that the most possible reason for a short operating life of an impact tool manufactured in Russia is a heavy nonmetallic inclusion content. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА : ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, УДАРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, ДОЛГОВЕЧНОСТЬ, НЕМЕ- ТАЛЛИЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ. В настоящее время в строительной индустрии и добывающих отраслях промышленности широкое распространение получили ручные электрические машины различных типов, таких как перфораторы, отбойные молотки, зубила. За последние годы, не- смотря на значительный рост общего объема продаж оборудования, доля оборудования отечественного производства постоянно уменьшается. Российские ударные машины имеют сопоставимые с зарубежны- ми аналогами рабочие характеристики, они более дешевы, но уступают импортному оборудованию по показателям надежности и ресурсу работы [1]. Целью настоящей работы является выяснение причин высокой стойкости ударного инструмента ведущих зарубежных производителей. Исследования проводились на образцах, изготовленных из ударного инструмента фирм «Вosch», «DeWALT» и «Makita». В качестве материала для сравнения использовалась сталь 45, широко используемая для изготовления оте- чественного ударного инструмента. Исследовались химический состав, структура сталей, показатели твердости и проводились эксперименты по опреде- лению характеристик усталостной долговечности в условиях многократного динамического нагруже- ния по схеме сжатия. При проведении испытаний на усталость энергия единичного удара составляла 7 Дж, что соответствует средним показателям энергии удара в ручных электрических машинах. Испытания проводились на плоских образцах размером 35х10х3 мм с концентраторами напряжений [2]. Исследования химического состава сталей, про- веденные на оптико- эмиссионном спектрометре ARL 3460, показывают, что ведущие зарубежные производители используют для изготовления удар- ного инструмента среднеуглеродистые низколегиро- ванные стали, см. таблицу. Инструмент подвергается объемной закалке с отпуском до уровня твердости HRC 48...52. Сталь имеет структуру мелкодисперс- ного отпущенного мартенсита (рис. 1). Российские инструменты также изготавливаются из среднеу- глеродистых сталей марок 45 и 40Х и термически упрочняются до аналогичного уровня твердости. Ис- следования сталей, упрочненных объемной закалкой Химический состав сталей, применяемых для изготовления ударного инструмента Производитель Содержание легирующих элементов, % С Mn Si Cr Ni Мо V S P Cu Вosch (Германия) 0,44 0,77 0,26 0,31 0,12 0,03 0,004 0,026 0,01 0,12 DeWALT (США) 0,42 0,66 1,31 1,32 0,15 0,06 0,07 0,01 0,01 0,11 Makita (Япония) 0,44 0,66 0,27 0,89 0,03 0,01 0,01 0,016 0,013 0,05 Сталь 45 (Россия) 0,43 0,44 0,21 0,01 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,03 ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ МАТЕРИАЛЫ № 4 (45) 2009 15