Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА ПЕРВАЯ. Состояние вопроса и постановка задачи исследования
1.1. Анализ работы электронасоса, электродвигателя и их элементов 6
1.2. Требования к механическим свойствам деталей электронаcoca и электродвигателя, контактирующих с подшипниками скольжения и с жидкой массой 12
1.3. Существующие методы отделочно-упрочняющей обработки, применяемые для повышения износостойкости металлических поверхностей 13
1.3.1. Борирование 17
1.3.2. Хромирование 19
1.3.3. Карбохромирование 21
1.3.4. Нитроцементация 22
1.3.5. Карбонитрация 22
1.3.6. Ионное азотирование 23
1.3.7. Хромовое покрытие с ультраалмазами 24
1.3.8. Цементация 26
1.3.9. Азотирование 28
1.3.10. Цианирование 30
1.4. Технология алмазного выглаживания 31
1.5. Возможности магнитной обработки и магнитных установок 36
Выводы и задачи исследования 43
ГЛАВА ВТОРАЯ. Конструкторская часть 45
2.1. Разработка блок-схемы узла хромирования 45
2.2. Разработка и изготовление конструкции алмазного выгла-живателя 47
2.3. Разработка конструкции импульсной магнитной установки 50
2.4. Разработка и изготовление экспериментальной установки для исследования деталей на износ 52
Выводы 57
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. Исследование механических свойств деталей, упрочненных различными способами 58
3.1. Измерение твердости образцов деталей 58
3.2. Измерение величины шероховатости поверхности деталей 70
3.3. Исследование поверхностного слоя деталей из различных материалов, упрочненных разными способами 79
3.3.1. Исследование поверхностного слоя детали из стали 45 80
3.3.2. Исследование поверхностного слоя детали из стали 45 с покрытием из хрома с ультраалмазом 86
3.3.3. Исследование поверхностного слоя детали из стали 40Х13и12Х18Н10Т 94
3.4. Проведение испытаний по упрочнению втулок в заводских условиях 99
Выводы 101
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. Исследование деталей на износостойкость 103
4.1. Методика проведения экспериментов 103
4.2. Проведение экспериментов по исследованию деталей на износостойкость 105
4.2.1. Измерение силы трения в зоне контакта 105
4.2.2. Выявление характера изнашивания поверхностей роторных втулок 106
Выводы 149
Основные результаты и выводы по работе 151
Библиографический список 152
Приложения 159
- Существующие методы отделочно-упрочняющей обработки, применяемые для повышения износостойкости металлических поверхностей
- Разработка и изготовление экспериментальной установки для исследования деталей на износ
- Исследование поверхностного слоя детали из стали 45 с покрытием из хрома с ультраалмазом
- Выявление характера изнашивания поверхностей роторных втулок
Введение к работе
Повышение качества изготовления агрегатов электронасосных центробежных скважинных для воды имеет важное народно-хозяйственное значение. Агрегат состоит из центробежного насоса и нагруженного электродвигателя. Электродвигатели с высокими эксплуатационными характеристиками обеспечивают бесперебойную и эффективную работу электронасосов.
В большинстве случаев электродвигатели и насосы выходят из строя вследствие износа нагруженных деталей (валов, втулок и т.д.) вследствие их контакта с резинометаллическими подшипниками и жидкостью, проходящей через элементы электронасоса. При этом у электродвигателей разрушается только рабочая поверхность деталей (втулки, валы), которая контактирует с подшипниками и с жидкой массой. В основном эти детали изготавливают из дорогостоящих сталей - 40X13 и 12Х18Н10Т. Качество поверхности из этих сталей уже нельзя существенно увеличить за счет легирования или термической обработки.
Поэтому дальнейшее улучшение качества рабочих поверхностей деталей агрегатов возможно только за счет замены марок сталей 12Х18Н10Т и 40X13 на другую сталь, например сталь 45 более дешевую, и применения многокомпонентных покрытий.
Целенаправленное изменение свойств поверхностных слоев детали путем использование покрытий и поверхностной механической обработки для уменьшения износа и увеличения коррозионной стойкости - хорошо известная и развитая технология. Однако это направление становится все более важным вследствие того, что требования к физико-механическим и химическим свойствам конструкционных материалов становятся все более жесткими и точными. Как следствие, для достижения максимальной эффективности, возникает необходимость улучшения существующих систем покрытий и поверхностной обработки с целью удовлетворения постоянно возрастающих требований конструкторов.
Цель работы
Повышение качества изготовления деталей агрегатов электронасосных центробежных скважинных для воды за счет улучшения их эксплуатационных характеристик путем применения комбинированной упрочняющей обработки.
Научная новизна
Установлено изменение физико-механических и эксплуатационных свойств деталей электронасосов и электродвигателей в результате упрочнения путем нанесения гальванопокрытия из хрома и ультроалмаза, алмазного выглаживания, импульсной магнитной обработки и их комбинаций.
Выявлен механизм изнашивания поверхностей деталей электронасосов и электродвигателей, упрочненных путем нанесения гальванопокрытия из хрома и ультраалмаза, алмазного выглаживания, импульсной магнитной обработки и их комбинаций.
Практическая значимость
Полученные результаты экспериментальных исследований позволили:
Разработать конструкции установок гальванопокрытия из хрома и ультраалмаза, импульсной магнитной обработки, инструмента для алмазного выглаживания.
Разработать технологии для упрочнения деталей путем нанесения гальванопокрытия, алмазного выглаживания, импульсной магнитной обработки и их комбинаций.
Повысить износостойкость деталей из стали 45, упрочненной нанесением гальванопокрытия из хрома и ультраалмаза в 2,9 раз; комбинированным упрочнением из гальванопокрытия и алмазного выглаживания в 3,3 раза; комбинированным упрочнением из гальванопокрытия, алмазного выглаживания и импульсной магнитной обработки в 3,5 раза.
Существующие методы отделочно-упрочняющей обработки, применяемые для повышения износостойкости металлических поверхностей
Анализ работ, посвященных исследованию различных методов упрочняющей и отделочной обработки, показывает, что они позволяют добиваться повышения износостойкости деталей пар трения, работающих в различных условиях. Однако отсутствуют научно обоснованные рекомендации по выбору оптимальных для конкретных пар трения технологических процессов из всех существующих методов упрочнения. Большинство упрочняющих методов позволяют управлять только частью параметров, требуемых для повышения износостойкости. Поэтому они применяются в сочетании с другими финишными методами, и существует необходимость применения комбинированных методов упрочнения или разработки новых способов обработки для конструкционных сталей.
Известно много традиционных способов упрочнения поверхностных слоев деталей. К ним относятся методы поверхностной закалки, различные химико-термические способы обработки (цементация, азотирование, бориро-вание и т.д.), наплавки, гальванические методы и т.д. [4-6]. Возможности этих методов в значительной мере уже исчерпаны.
Одним из эффективнейших методов упрочнения является поверхностное пластическое деформирование, которое существенно изменяет состояние и свойства поверхностных слоев [7-12].
В последнее время интенсивно расширяется применение новых технологий упрочнения деталей, основанных на воздействии на их поверхность концентрированных потоков высокоэнергетических квантов и более крупных частиц (электронов, ионов, атомов, молекул). К ним относятся лазерные, электронно-лучевые (пучковые), вакуумные, ионно-плазменные и другие технологии [13-18]. Мощный импульс получили также применение газотермических методов нанесения покрытий в связи с развитием плазменных и детонационных технологий напыления самых различных порошковых материалов [19-20].
Одним из прогрессивных методов упрочнения деталей является магнитная обработка [21-32]. Электромагнитное поле успешно применяют в современной технике и технологии для управления свойствами твердого тела. Магнитную обработку используют в машиностроении для обработки лезвийного режущего инструмента и динамически нагруженных деталей машин для увеличения их стойкости и надежности работы. Незначительная стоимость и высокая производительность устройств и современных установок, применяемых в промышленности, а также простота технологии магнитной обработки позволяют рекомендовать ее для различных областей народного хозяйства страны.
Снижение металлоемкости, повышение надежности и долговечности деталей машин и конструкций тесно связано с проблемой качества металлических сплавов. Низкое качество массовых марок стали в ряде случаев не позволяет удовлетворит требования конструкторов при создании принципиально новых машин и конструкций. Поэтому экономически целесообразно не только разрабатывать новые марки стали, но и совершенствовать упрочняющую технологию материалов.
Различные исследования [10,12,33] показывают, что при поверхностном упрочнении в тонких поверхностных слоях металлов образуется мелкоблочная структура, происходит разориентировка кристаллов, уменьшение блоков когерентного рассеяния. Структура поверхностного слоя металла ха-растеризуется высокой плотностью (10 см ) заблокированных дислокаций, равномерностью их распределения и наличием мелкодисперсных карбидных выделений. Происходящие явления в поверхностном слое вызывают наклеп его, с изменением механических и физических свойств: повышаются твердость, изменяются удельный вес, магнитные свойства и др.
Неоднородность наклепа по глубине металла, а также структурные изменения вызывают в поверхностном слое металла высокие остаточные напряжения сжатия, которые в совокупности с измененным микрорельефом при механическом упрочнении оказывают существенное влияние на циклическую прочность деталей машин.
Поверхностный слой деталей машин, формирующийся в процессе их обработки, испытывает максимальное напряжения от основных видов нагрузки (изгиб, кручение и др.), действующих в эксплуатации, поэтому параметры качества его оказывают большое влияние на эксплуатационную надежность и долговечность деталей машин и конструкций в целом.
Трудами многих исследователей [4-13] установлено, что остаточные внутренние напряжения, наклеп поверхностного слоя, величина шероховатости, действуя каждый в отдельном, а чаще всего вместе и одновременно, могут повышать или снижать циклическую прочность, износостойкость и другие эксплуатационные свойства деталей.
Влияние остаточных напряжений на усталостную прочность и износостойкость деталей машин неоднократно изучалось различными исследователями [12,34] и др., которые утверждают, что остаточные сжимающие напряжения, возникающие в поверхностном слое, повышают циклическую прочность деталей, так как они разгружают поверхностный слой от напряжений, вызванных эксплуатационными нагрузками. И наоборот, растягивающие остаточные напряжения уменьшают прочность деталей, вследствие повышения напряженности поверхностного слоя.
При упрочнении металла пластическим деформированием происходит упруго-пластическая деформация его тонких поверхностных слоев, распространяющаяся на некоторую глубину под обработанным слоем. По современным представления механизм пластической деформации может осуществляться путем скольжения, двойникования и межкристаллической деформации. При этом происходит изменение форм зерен, изменение ориентировки зерен, развитие внутрикристаллитных и межкристаллитных нарушений, нарушений целостности зерен.
Указанные явления вызывают наклеп поверхностного слоя, в результате этого происходит изменение его механических и физических свойств. Работ по изучению влияния поверхностного наклепа на циклическую прочность и износостойкость много [6-8] и др. Однако, единой точки зрения о влиянии поверхностного наклепа на износостойкость металла не существует. Одни исследователи, например [9-12], считают, что повышение выносливости стали происходит, в основном, за счет наклепа поверхности и частично за счет улучшения микрорельефа. Другие [7] утверждают, что повышение циклической прочности деталей обусловлено только возникновением остаточных напряжений сжатия, а сущность всех видов поверхностного упрочнения сводится к получению в поверхностном слое благоприятных остаточных напряжений сжатия. Особенно большой эффект от наклепа достигается при наличии концентрации напряжений. Это объясняется тем, что в этом случае проявляется влияние двух факторов: наклепа и остаточных напряжений.
Разработка и изготовление экспериментальной установки для исследования деталей на износ
Цементация наиболее распространенный в машиностроении способ химико-термической обработки стальных деталей - применяется для получения высокой поверхностной твердости, износостойкостью и усталостной прочности деталей. Эти свойства достигаются обогащением поверхностного слоя низкоуглеродистой и нелегированной стали углеродом до концентрации эвтектоидной или заэвтектоидной и последующей термической обработкой, сообщающей поверхностному слою структуру мартенсита с тем или иным остаточным количеством остаточного аустенита и карбидов [41].
Глубина цементированного слоя обычно находится в пределах 0,5-2,0 мм (иногда для мелких деталей в пределах 0,1-0,3 мм, а для крупных - более 2,0 мм). Цементацию стальных деталей осуществляют в твердых, газовых и жидких карбюризаторах. За последние годы все большее развитие получает газовая цементация. Цементированные детали после соответствующей термической обработки должны иметь твердый, прочный поверхностный слой, стойкий против износа и продавливания, и достаточно прочную и вязкую сердцевину. В связи с последним требованием для цементации применяют низкоуглеродистую сталь, содержащую 0,08-0,25 %С.
В последние годы для высоконагруженных зубчатых колес и других ответственных, в том числе крупных, деталей начали использовать цементуемую сталь с более высоким (0,25-0,35 %) содержанием углерода. Поэтому оказалось возможным уменьшить глубину цементованного слоя, не опасаясь его продавливания при больших нагрузках, предотвратить преждевременное разрушение поверхностного слоя из-за пластической деформации слоев металла, лежащих непосредственно под этим слоем, а также закаливать сердцевину с более низкой температуры без перегрева цементованного слоя.
Положительное влияние повышения содержания углерода в цементованной стали отмечалось и в ряде последующих работ. Показано, что увеличение содержания в некоторых сталях углерода повышает предел их выносливости лишь в случае одновременного некоторого снижения глубины цементованного слоя. Для цементации широко используют низкоуглеродистую качественную сталь и автоматную сталь, а для неответственных деталей низкоуглеродистую сталь обыкновенного или повышенного качества. Ответственные изделия изготавливают из легированной стали.
Основное назначение легирующих элементов в цементуемой стали -повышение ее прокаливаемое и механических свойств сердцевины. Большинства легирующих элементов понижает склонность зерна стали к росту при нагреве, а некоторые из них улучшают механические свойства цементованного слоя.
Азотированием (азотизацией или нитрированием) стали называется процесс поверхностного насыщения стали азотом [41].
Азотированию, как и цементации, подвергают детали, работающие на износ и воспринимающие знакопеременные нагрузки. Азотированные детали имеют следующие преимущества: высокую твердость, износостойкость, теплостойкость и коррозийную стойкость. Так как азотированию подвергают в основном легированные стали определенных составов и процесс имеет большую продолжительность (30-60 ч) применение его оказывается экономически целесообразным лишь для обработки ответственных инструментов и деталей авиамоторов, дизелей, турбин, приборов и т. п.
Насыщаемость железа молекулярным азотом при атмосферном давлении и температуре до 1500С невелика, однако ее можно увеличить, создав в печи высокое давление (несколько сот атмосфер). Но этот способ насыщения железа азотом пока не представляет практического интереса ввиду его трудоемкости. Для насыщения целесообразнее использовать атомарный азот, образующийся в момент разложения соединений, содержащих этот элемент. В качестве такого соединения обычно применяют аммиак, диссоциация которого сопровождается выделением азота в активном атомарном состоянии, который, однако, вскоре переходит в молекулярное состояние и теряет свою активность.
Поэтому азотирование интенсивно протекает лишь в том случае, когда диссоциация аммиака происходит в непосредственной близости от азотируемой поверхности. Все шире применяется азотирование аустенитных и нержавеющих теплостойких сталей.
Аустенитная сталь, как известно, имеет низкую износостойкость, но в то же время обладает рядом ценных свойств: парамагнитностью, высокой жаропрочностью, окалиностойкостью, коррозийной стойкостью и высокой ударной вязкостью при температуре ниже. Азотирование - наиболее эффективный способ повышения износостойкости аустенитных нержавеющих сталей. В ряде зарубежных работ освещены результаты исследований сталей, содержащих титан. Эти стали азотируются быстрее, чем хромомолибденоалюминиевая, и отличаются более высокой поверхностной твердостью и красностойкостью. Разработана сталь, содержащая 18 % N;, насыщение азотом при 425-455 С в течение 20 ч приводит к превращению в поверхностном слое феррита в аустенит, а последний, при охлаждении на воздухе превращается в мартенсит. Рекомендовано подвергать азотированию {взамен цианирования) инструмент из быстрорежущих сталей Р9 и Р18.
Азотированию подвергают также детали из высокопрочного магниевого чугуна (в частности, коленчатые валы тепловоза и детали из специальных чугунов, легированных алюминием). Азотированный слой обладает высокой твердостью и износостойкостью. Износостойкость азотированной стали в 1,5-4 раза выше износостойкости закаленных высокоуглеродистых, цементованных, а также цианированных и нитроцементованных сталей. Азотирование снижает вязкость стали, повышает ее прочность, ослабляет влияние концентраторов напряжений на снижение предела выносливости стали, и существенно повышает предел выносливости, особенно тонких деталей и деталей, работающих в некоторых коррозионных средах. Азотирование повышает сопротивление задираемости и налипанию металла под нагрузкой и особенно при повышенных температурах.
Исследование поверхностного слоя детали из стали 45 с покрытием из хрома с ультраалмазом
Ванна 1 хромирования представляет собой емкость диаметром, достаточным для размещения существующего ныне кольцевого анода с зазором 10-15см между стенкой ванны тыльной стороной анода. В нижней части ванны размещено распределительное устройство кольцевого типа для подачи электролита в межэлектродное пространство. В верхней части ванны расположен штуцер для отбора электролита (или переливное отверстие).
Резервуар 2 представляет собой закрытую теплоизолированную емкость, в которую введены нагревательный и охлаждающий змеевики, штуцера и распределительные устройства для ввода и вывода электролита, термодатчик. Резервуар снабжен люком для отбора проб и загрузки химикатов при корректировке раствора.
Циркуляционный насос 3 в коррозионно-стойком исполнении произво-дительностью 8м /час обеспечивает принудительную подачу электролита в ванну хромирования. Фильтрующие элементы обеспечивают очистку электролита от шлама (дендриты хрома, чешуйки хрома свинца с анодов и т.п.) и защиту насоса от грубых частиц. Ультраалмазы свободно проходят через фильтры 5-40 мкм, при этом дополнительно разрушаются агрегаты частиц, например, после перерыва в работе ванны.
Технические характеристики: - размер частиц - 4-8 нм (первичные микрокристаллиты 20-30 нм -первичные агрегаты); - удельная поверхность - 300 + 30 м /г; — фазовый состав: ? кубический алмаз - 80-100 %; ? алмазоподобный рентгеноаморфный углерод - до 20 %; — содержание примесей - не более 3,0 %. Технология нанесения гальванопокрытия включает следующие этапы: 1) подготовка деталей к нанесению гальванопокрытия. Детали (втулки разного диаметра) из стали 45 обрабатываются сначала на токарном станке, а потом на шлифовальном станке с целью получения величины шероховатости Ra не более 0,600 мкм; 2) приготовление электролита. Объем электролита V=Vi + V2, где Vi - рабочий объем ванны хромиро-вания ( 1 м ), V2 - рабочий объем резервуара 2 ( 0,5м ).3агрузка компонентов (СгОз, ультраалмазы, H2SO4) - в любую из емкостей 1, 2; 3) нагрев и термостатирование электролита. Нагрев до температуры Т = 50 С ведется в резервуаре 2 путем подачи горячей воды в змеевик при одновременной циркуляции раствора. Поскольку в резервуаре 2 электролиз не ведется, площадь теплообмена (длина змеевика) может быть значительно увеличена, что обеспечит быстрый нагрев раствора; 4) нанесение гальванопокрытия из хрома с ультраалмазами. В ванну 1 загружаются детали (втулки) партиями от 10 до 40 штук и вынимаются через 45 мин. Толщина полученного покрытия составляет 20 мкм. Потребление ультраалмазов при хромировании составляет 10-15 кг на 1 м3 электролита, что обеспечивает получение 25-50 тыс. м2 высококачественных покрытий. Расход ультраалмазов на 1 м2 покрытия (при толщине 1 мкм) не превышает 1 карата (0,2 г). 2.2. Разработка и изготовление конструкции алмазного выглаживателя В зависимости от способа внедрения алмазного инструмента различают жесткое и упругое выглаживание [43]. При жестком выглаживании инструмент закрепляют на станке подобно резцу, и он вовремя обработки внедряется в поверхность детали на заданную глубину. Жесткое выглаживание не получило широкого распространения вследствие высоких требований к допустимым биениям и точности геометрической формы детали, а также к жесткости системы станок-инструмент-приспособление-деталь. Упругое выглаживание является более простым и удобным способом для применения его в производственных условиях. Основным преимуществом инструментов упругим элементом погружения является обеспечения постоянства заданной силы выглаживания независимо от погрешностей установки и точности геометрической формы заготовки. Конструкция таких вы-глаживателей позволяет реализовать силу выглаживания в широком диапазоне. По типу системы нагружения выглаживатели могут быть механическими, гидравлическими, электромагнитными и комбинированными. Наибольшее распространение получили выглаживатели с механической системой нагружения, поскольку они отличаются простотой конструкции и удобством эксплуатации. В качестве упругого элемента в них обычно применяют тарированную проволочную или пластинчатую пружину. На рис. 2.2 показана конструкция алмазного выглаживателя, состоящего из алмазного наконечника 1, пластинчатой пружины 2, державки 3, тарированного индикатора 4. Алмазный наконечник изготовлен из искусственного алмаза весом 0,8 карат, радиус вершины 3 мм. На рис.2.3 представлена фотография обработки вала ротора электродвигателя алмазным выглаживателем на токарном станке. Обработка поверхностей роторных втулок алмазным выглаживанием проводилась на токарном станке типа ИЖ 250ИТВМФ1. Технология упрочнения алмазным выглаживанием включает следующие этапы: - токарная обработка (точение) при режимах: п = 800 об/мин, S = 0,15 мм/об; - алмазное выглаживание при режимах: п = 200 об/мин, S = 0,015 мм/об, сила выглаживания - 200 Н для не-упрочненных деталей и 300 Н для деталей, упрочненных термообработкой или нанесением гальванопокрытия из хрома с ультроалмазами.
Выявление характера изнашивания поверхностей роторных втулок
Исследования поверхностного слоя втулок из стали 45 с гальванопокрытием из хрома с ультраалмазами показали, что на поверхности покрытия видны выступы - включение ультраалмазов. После алмазного выглаживания эти выступы не наблюдаются - они вдавлены в поверхность покрытия. При этом толщина покрытия уменьшается на 1/3. При этом увеличивается микротвердость HV покрытия (п.3.1) и уменьшается величина шероховатости Ra (п.3.2), что приводит к повышению качества поверхностного слоя втулок.
В условиях ОАО «Бавленскийзавод «Электродвигатель» были проведены испытания по упрочнению роторных втулок из стали 45 диаметрами 23, 30, 40 и 60 мм путем нанесения гальванопокрытия из хрома с ультраалмазами, алмазного выглаживания и импульсной магнитной обработки. Режимы упрочнения приведены в главе 2. Проведенные испытания показали следующее (см. Акт испытаний в приложении 1): - микротвердость HV после нанесения ультраалмазного покрытия повысилась в 1,9 раза; - микротвердость HV после нанесения ультраалмазного покрытия и последующего алмазного выглаживания увеличилась в 2,4 раза; - микротвердость HV после нанесения ультраалмазного покрытия, последующих алмазного выглаживания и импульсной магнитной обработки увеличилась в 2,6 раза; - величина шероховатости после алмазного выглаживания уменьшилась на 20 %. Согласно заводским данным стоимость установки для нанесения гальванопокрытия составляет 136 тыс руб, установки для импульсной магнитной обработки - 8 тыс руб, инструмента для алмазного выглаживания - 2 тыс руб. Время операции для нанесения покрытия на одну втулку 45 мин, алмазного выглаживания - 5 мин, импульсной магнитной обработки - 3 с. Отсюда можно сделать вывод, что наиболее трудоемкой является операция нанесения гальванопокрытия на втулку. Экономические расчеты показали (см. приложение), что прямые затраты на изготовление одной втулки из стали 40X13 составляют 27,14 рублей, а из стали 45 с гальванопокрытием - 24,33 рубля. В месяц на ОАО «Бавленский завод» «Электродвигатель» изготовляет 7 тыс втулок разного диаметра. Экономия от замены втулок из стали 40X13 на втулки из стали 45 с гальванопокрытием из хрома с ультраалмазами составляет 2,81 руб х 7000 х 12 = 236040 руб в год. 1.Проведены исследования влияния различных методов упрочняющей обработки (закалка, алмазное выглаживание, нанесение гальванопокрытия из хрома с ультраалмазами, импульсная магнитная обработка) поверхностей роторных втулок диаметрами 23, 30, 40, 60 мм из сталей 45, 40X13, 12Х18Н10Т. Установлено, что исходная величина микротвердости Hv для втулок диаметрами 23, 30, 40, 60 мм из стали 45 различна: для втулок диаметром 23 мм - 490 ед. HV, для втулок диаметра 60 мм - 210 ед HV. Следовательно и после алмазного выглаживания микротвердость неодинакова; для втулок диаметром 23 мм - 650 ед HV, для втулок диаметром 60 мм - 250 ед. HV. Нанесение гальванопокрытия из хрома с ультраалмазами повышает микротвердость до 950 ед HV для втулок диаметром 23 мм и до 620 ед HV для втулок диаметром 60 мм. Алмазное выглаживание после гальванопокрытия увеличивает микротвердость HV до 1210 ед для втулок диаметром 23 мм и до 930 ед HV для втулок диаметром 60 мм. Импульсная магнитная обработка эффективна только после предварительного упрочнения (закалки и алмазного выглаживания) и повышает микротвердость втулок из стали 45 до 15 %. Установлено, исходная микротвердость HV для роторных втулок из стали 12Х18Н10Т и 40X13 без термообработки составляют соответственно 250 и 275 ед HV, а после термообработки соответственно 290 и 320 ед HV. Алмазное выглаживание после термообработки повышает величину микротвердости для стали 12Х18Н10Т и 40X13 соответственно до 516 и 630 ед HV. Импульсная магнитная обработка после алмазного выглаживания несущественно повышает микротвердость сталей 12Х18Н10Т и 40X13. 2.Проведены исследования влияния различных методов упрочнения на изменение величины шероховатости Ra поверхности сталей 45, 12Х18Н10Т и 40X13. Исследованиями установлено, что величина шероховатости Ra роторных втулок из стали 45 после точения и последующего алмазного выглаживания уменьшается с 0,902 мкм до 0,305 мкм, а после гальванопокрытия и алмазного выглаживания до 0,208 мкм. Для втулок из сталей 12Х18Н10Т и 40X13 величина шероховатости Ra после точения и последующего алмазного выглаживания уменьшается соответственно с 0,300 мкм до 0,152 мкм, с 0,918 до 0,444 мкм. 3. Проведены исследования поверхностного слоя роторных втулок диаметрами 23, 30, 40, 60 мм из сталей 45, 12Х18Н10Т и 40X13, упрочненных разными методами. Исследования проводились как в продольном, так и поперечном разрезах втулок. Исследованиями установлено, что исходная структура стали 45 различна для втулок разного диаметра: для диаметра 23 мм структура более мелкозерниста, чем для диаметра 60 мм. После алмазного выглаживания образуется наклепанный слой толщиной до 0,010 мм. Установлено, что толщина гальванопокрытия из хрома и ультраалмазов составляет 0,020 -мм для втулок всех диаметров. Обработка алмазным выглаживанием уменьшает толщину гальванопокрытия на 5-6 мкм и изменяет структуру металла на глубине до 10 мкм. Установлено, что алмазное выглаживание поверхностей роторных втулок из стали 40X13 приводит к образованию нанесенного слоя толщиной до 10 мкм, а из стали 12Х18Н10Т заметных изменений в структуре поверхностного слоя не обнаружено. Обработка импульсным магнитным полем сталей 40X13, 12Х18Н10Т и стали 45 к заметным изменениям в поверхностным слое при увеличении х 2500 не привела. Необходимы исследования поверхностного слоя стали при увеличении х 10000.
