Способ поверхностной обработки металлических деталей
Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам упрочнения деталей путем поверхностной пластической деформации. Цель изобретения - сокращение времени обработки и повышение твердости детали. Способ включает помещение детали в магнитный индуктор и обработку ее поверхности взвесью магнитомягких кусков проволоки длиной 5-20 мм, диаметром 1-3 мм, занимающих 2-10% рабочего объема с удельным временем 2-18 с/см 2. Изобретение дает возможность повысить производительность процесса, твердость и усталостную прочность деталей. 1 ил., 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
09) % Я ЪФ (ц!1 (51)5С 2 И ао 104
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ ВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4438076/31-02 (22) 08.06 .88 (46) 15.08.90. Бюл. М 30 (71) Институт прикладной физики .АН МССР (72) Н.Я.Парканский, В.П.Гончарук и Д.А.Игнатьков (53) 621.785 ° 79 (088.8) (56) Бабичев А.П. Вибрационная обработка деталей. М.: Машиностроение, 1974, с, 136.
Одинцов Л. Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 1987, с.328.
Изобретение относится к машиностроению, конкретно к способам упрочнения деталей путем поверхностной пластической деформации.
Цель изобретения - сокращение speмени обработки и повышение твердости детали.
Изобретение иллюстрируется следующим примером.
Обработке подвергались трубы из стали ст.40, а также из алюминиевого сплава Д16Т.
На чертеже представлена схема про" цесса.
На схеме обозначено: 1 и 2 - o6paбатываемая деталь! 3 - индуктор; 4магнитомягкие куски проволоки; 5крышка-уплотнение.
2 (54) СПОСОБ ПОВЕРХНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к способам упроч. нения деталей путем поверхностной пластической деформации. Цель изобретения - сокращение времени обработки и повышение твердости детали. Способ включает помещение детали в магнитный индуктор и обработку ее поверхности взвесью магнитомягких кусков проволоки длиной 5-20 мм, диаметром 1-3 мм, занимающих 2-103 рабочего объема с удельным временем
2-18 с/см2. Изобретение дает возможность повысить производительность процесса, твердость и усталостную прочность деталей. 1 ил., 1 табл.
Способ осуществляют следующим образом.
Обрабатываемую деталь помещают в индуктор с частицами (кусками проволоки длиной 5-20 мм и диаметром 13 мм и закрывают крышками-уплотнениями. В индукторе создают вращающееся магнитное поле, которое приводит в движение магнитомягкие куски проволоки. При ударах частиц о деталь происходит пластическое деформирование ее поверхности.
При обработке внешних цилиндрических поверхностей (а) система коаксиальных цилиндров 1.-2 (внутренний 2) является обрабатываемой деталью, при обработке внутренних поверхностей (б) сама деталь 1 с магнитомягкими
3 . 1585348 4
55 частицами 4 и ограничивающими рабсчий объем крышками-уплотнениями 5 помещена в расточку индуктора 3, создающего вращающееся .магнитное поле.
При индукции 0,025-0,045 Тл куски проволоки переводятся во взвешенное состояние и, бомбардируя обрабатываемую поверхность, сообщают ей приобретенную от магнитного поля энергию. В результате этого происходит пластическое деформирование поверхностных слоев, сопровождаемое floBbl шением их твердости и изменением шероховатости. Возможно целенаправленное управление этими параметрами, Происходит также создание сжимающих остаточных напряжений в. поверхностных слоях и увеличение усталостной прочности обрабатываемых деталей.
Концентрация магнитомягких кусков проволоки 2-44 рабочего объема для ферромагнитных поверхностей и 6-103 для неферромагнитных обусловлена тем,, что при К 23 и К 63 соответственно падает эффективность процесса, а при
K М и К 103 затрудняется процесс взвешивания, резко растут затраты на перевод кусков проволоки во взвешенное состояние.
ЗО
Разница в объемных концентрациях кусков проволоки при обработке ферромагнитных и неферромагнитных поверх ностей также обусловлена способностью перевода магнитомягких частиц во взвешенное состояние: при обработке
"ферромагнитных материалов оно затруднено. При уменьшении длины кусков меньше 5 мм резко падает интенсивность процесса из-за ухудшения условий взвешивания индивидуальной частицы, а превышение длины в 20 мм приводит к взаимодействию кусков, образованию малоподвижных структур, что также снижает интенсивность и стабильность процесса.
Уменьшение диаметра кусков проволоки менее 1 мм приводит к уменьшению их жесткости и существенно снижает эффективность воздействия, а увеличение его свыше 3 мм усложняет возможность их взвешивания, что также снижает эффективность процесса.удельное время обработки меньше 2 c/ñè2 не позволяет получить требуемого упрочнения„ а время больше 18 с/см приводит к снижению уровня упрочнения, так как в поверхностном слое происходит своеобразный отжиг за счет токов Фуко и диссипации кинети ческой энергии самих кусков проволоки,, увеличивающейся с ростом дефектов в слое. Снижается также производительность процесса, непроизводительно растут энергозатраты.
Конкретные режимы обработки, свойства поверхности и производительность процесса (время обработки), данные после обработки детали по известному способу (пластическое деформирование поверхности детали с помощью виброударного воздействия частицами (гранулами) приведены в таблице.
Как следует из приведенных результатов, предлагаемый способ повышает твердость и сокращает время обработки, Данный. процесс позволяет расширить технологические возможности: обрабатывать внутренние и внешние, в том числе длинномерные цилиндрические поверхности и детали сложной конфигурации, сообщая им высокую твердость Н 6/Н = 1,5-2 и регулируемую шероховатость 1-10 мкм с достаточно высокой производительност ью 1-10 с/см2.
Кроме того, повышается (10 ь ),усталостная прочность обработанных гладких деталей, в поверхностных слоях создаются сжимающие остаточные напряжения порядка 100 М0а.
Процесс прост аппаратурно в обслуживании, экологйчески чист, может быть использован для подготовки поверхности к различным методам газотермического напыления покрытий.
Формула и з о б р е т е н и я
Способ поверхностной обработки металлических деталей; преимущественно длинномерных, включающий пластическое деформирование поверхности детали частицами, о т л и ч а юшийся . тем, что, с целью сокращения времени обработки и повышения твердости детали, обработку ведут во внешнем вращающемся магнитном поле взвесью магнитомягких цилиндрических кусков проволоки длиной 520 мм, диаметром 1-3 мм, занимающих
2-104 рабочего объема с удельным временем 2-18 с/см .
1585348
Время обработки, мин
Шерохоd кусков н после обр.
1 кусков
Концентрация, об.ь
Удельное
Материал образца ва% тость
Re мкм после обр. время обработки, с/см проволоки, мм проволоки, мм
Н,ц до обр. „до обр.
Предлагаемый
Ст.40 нор мализованная
12
22
12
l2
12
12
12
12
12
12
12
Сплав Д16Т
20 12
22
l2
12
12
12
12
12
12
12
12
12
Известный
Ст.40 нормализованная
120
120
Ь, - микротвердость и предел выносливости
++ - интенсивное разрушение кусков проволоки.
Приме
Н, и стали; чание.
2
2 2 . 2
3
0,8
3,5
2
2
2
2
2
2
1
0,8
3,5
2
2
2
3
3
3
3
3
4
5
3
3
8
8
8
8
6
11
8
18
1,5
19
18
1,5
1,5
l,6
1,5
1,0
Т,О
1,45
1,6
Т,.О
1, О
1,5
1,65
1,0
1,0
Т,4
2,1
1,0
l,2
1,6
1,7
1,7
1,0
1,0
1,5
1,8
1,0
1,0
1,6
1,8
1,4
1,0
1,5
2,2
1,0
1,3
l,О7
1,08
l,07
0,9
0,8
1,06
1,07
1,0
0,9
1,05
1,075
0,89
0,95
1,04
1,l
0,97
1,03
1,06
1,07
1,08
0,85
0,8
Т,05
1,07
1,0
0,85
1,05
1,08
1,02
0,95
1,05
1,2
0,94
1,02
2,5
2 7
2,0
3,5
4,1
2,3
3,7
2,5
4,0
2,7
1,9
2,9
3,2
2,5
2,0
2,7
2,1
3,2
3,0
2,5
3,5
5,3
3,2
3,2
2,7
5,7
3,5
2,7
5,4
5,6
3,0
2,3
5,8
2,5
ТО
5
++
5 I0
1585348
Составитель В.Русаненко
Редактор М.Недолуженко Техред Л.Сердюкова К орректор В. Гирняк
Заказ 2305 Тираж 503
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035„ Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101
