Актуальные проблемы в машиностроении
. Том 4. № 4. 2017
Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
9
УДК 621.785.5
ВЛИЯНИЕ БОРИРОВАНИЯ НА РАЗМЕРНУЮ ТОЧНОСТЬ И ХРУПКОСТЬ
ПОВЕРХНОСТИ ПРЕЦИЗИОННЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ НЕТЕПЛОСТОЙКИХ
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ
В.М. КОНСТАНТИНОВ, доктор техн. наук, профессор
В.Г. ДАШКЕВИЧ, канд. техн. наук, доцент
А.В. КОВАЛЬЧУК, аспирант
(
БНТУ, г. Минск, Беларусь
)
Константинов В.М.
– 220013, г. Минск, пр. Независимости, 65,
Белорусский национальный технический университет,
e-mail:
v_m_konst@mail.ruПроведена оценка фактора хрупкости двухфазных боридных слоев полученных на
сталях У8А и 9ХС в зависимости от температуры насыщения и времени выдержки.
Получены уравнения регрессии, которые позволили определить наиболее эффективные
режимы процесса борирования и обеспечить показатель напряжения скола на межфазной
границе FeB/Fe
2
B на уровне 120…140 МПа. Уточнены данные об изменении геометрических
характеристик поверхности изделий в результате борирования в порошковой среде.
Построены номограммы для определения прироста линейных размеров деталей из
инструментальных нетеплостойких сталей марок У8А и 9ХС от времени выдержки при
борировании в диапазоне температур 930…950 °C. Для исследуемых параметров
борирования величина прироста линейных размеров составила: для стали У8А – 14…25 % от
толщины боридного слоя на сторону, для стали 9ХС – 10…21 %.
Ключевые слова:
химико-термическая обработка, борирование, диффузионный слой,
хрупкость, прецизионные детали, размерная точность.
Введение
Известно, что бориды FeB и Fe
2
B, получаемые в результате борирования стали,
отличаются высокой хрупкостью [1 - 5], их деформация разрушения является ничтожно
малой [6, 7]. В то же время авторский опыт применения борирования для упрочнения
стальных деталей различных узлов трения показал, что боридные слои на стали могут
проявлять стойкость к небольшим циклическим нагрузкам. Неоднозначная оценка
эффективности боридных слоев в условиях циклических нагрузок может быть обусловлена
различиями в методиках исследований, а также высокой чувствительностью боридных слоев
к температурно-временным параметрам обработки и составу насыщающей среды [4, 8-10].
При высоких контактных нагрузках двухфазные боридные слои могут выкрашиваться
из-за невозможности пластически деформироваться. Образующиеся в результате
возникающих напряжений трещины могут приводить к выкрашиванию фрагментов
поверхности, которые приводят к повышенному абразивному износу последней. Меньшую
хрупкость показывают однофазные боридные слои, обладающие большим запасом
пластичности. Однако в условиях трения с удельными нагрузками, не превышающими
200…250 МПа, которые обеспечивают сохранение нормального характера изнашивания,
двухфазные боридные слои являются более стойкими, чем однофазные [11, 12]. Наряду с