Конструктор знает цену надежности и долговечности деталей и стремится обеспечить их оптимальные показатели. Незначительные, казалось бы, дефекты на поверхности — риски, грубые следы от резца —- приводят к появлению усталостных, резко ограничивающих век детали трещин.
За последние годы ученые и инженеры нашли целый ряд эффективных способов упрочнения поверхности деталей. Создалась даже новая отрасль, вернее, ветвь технологии, названная специальным термином — «упрочняющая технология». Не вдаваясь в подробности, назовем основные способы упрочнения поверхности деталей, чаще других применяемые в машиностроении: обкатка валов и раскатка отверстий роликами, покрытие твердыми сплавами, электроискровой метод в сочетании с армированием специальной оболочкой из наиболее износостойкого материала, азотирование, цианирование и др.
Вот несколько примеров, характеризующих эффективность применения некоторых способов упрочнения. Обдувка дробью, или дробеструйный наклеп, увеличивает срок службы сварных швов в 3 раза, шеек коленчатых валов — в 9, спиральных пружин — в 13, трансмиссионных валов — в 5 раз. Испытания азотированных коленчатых валов на усталость на практике показали, что их прочность возросла в 1,5 раза.
Кроме тех способов упрочнения стали, которые мы упомянули, изобретен способ повышения усталостной прочности водой. Известно, что струя воды может резать металл и пробивать отверстия. А изобретатель Б. Г. Козин (авторское свидетельство № 135094) предложил заменить струей воды действие роликов или дроби. Все дело здесь в давлении. Если дать слабую струю, то она будет только мыть деталь, струя слишком сильная будет резать, средняя — только уплотнять поверхностный слой, т. е. производить наклеп. Подсчитано, что для этой цели нужно давление 4—6 тыс. атм.
Струей можно забираться во внутренние полости детали, обрабатывать узкие канавки, переходы, отверстия, т. е. именно те места, где чаще всего концентрируются напряжения. Кроме того, струя воды не царапает поверхность детали, как, скажем, дробь. Оборудование, необходимое для осуществления этого процесса, состоит из насоса высокого давления и сопла.
Не так давно стал применяться способ упрочнения в гидроабразивной среде. Он состоит в следующем. В жидкость добавлены частицы абразива. Под действием ультразвуковых колебаний эти частицы сбивают заусенцы, притупляют острые кромки и упрочняют поверхностные слои металла. В результате этого процесса чистота обрабатываемой поверхности повышается на один-два класса.
Иногда надежным средством от преждевременного износа машины оказывается замена материала той или иной детали. Приведем хотя бы такой пример.