Способ упрочнения металлов энергией взрыва

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при импульсном упрочнении деталей. Цель изобретения - повышение твердости металла в поверхностном слое без ухудшения чистоты его обработки и сплошности. На упрочняемую поверхность детали (Д) 1 помещают промежуточный слой (ПС) 2 вспомогательного материала с удельным акустическим сопротивлением, меньшим удельного акустического сопротивления металла упрочняемой Д 1. При инициировании заряда 4 по ПС 2 распространяется фронт детонации 5. В ПС 2 вспомогательного материала возникает волна напряжения, падающая на границу раздела ПС 2 и поверхности упрочняемой Д 1, которая при переходе в упрочняемый материал возрастает из-за разницы акустических сопротивлений материалов ПС 2 вспомогательного материала и упрочняемой Д 1. ПС 2 вспомогательного вещества может быть размещен локально. Способ позволяет производить различное по интенсивности упрочнение Д 1. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при импульсном упрочнении металлических деталей. Целью изобретения является повышение твердости металла в поверхностном слое без ухудшения чистоты его обработки и сплошности. На фиг. 1 изображена схема реализации описываемого способа упрочнения; на фиг.2 - схема размещения промежуточного слоя вспомогательного вещества. Описываемый способ реализуют следующим образом. На упрочняемую поверхность детали 1, находящуюся на подложке, помещают промежуточный слой 2 вспомогательного материала с удельным акустическим сопротивлением, меньшим удельного акустического сопротивления металла упрочняемой детали 1. С помощью детонатора 3 инициируют заряд ВВ 4, размещенный по поверхности промежуточного слоя 2 и упрочняемой поверхности детали 1, при этом по заряду ВВ распространяется фронт детонации 5, а в промежуточном слое 2 возникает волна напряжения, падающая на границу раздела промежуточного слоя 2 и поверхности упрочняемой детали 1. Волна напряжения при переходе в упрочняемый материал возрастает из-за разницы в удельных акустических сопротивлениях материалов промежуточного слоя 2 и упрочняемой детали 1. Упрочнение на поверхности обрабатываемой детали под промежуточным слоем больше, чем на всей остальной поверхности. Конкретный пример реализации описываемого способа. Для упрочнения (повышения твердости) бралась стальная пластина (Х18Н10Т) размером 280х70х10 мм с удельным акустическим сопротивлением pC_ст= 465, где р = 7,8 г/см³ - плотность стали; С_ст = =5950 м/с - скорость распространения продольных волн в стали. Плоская упрочняемая поверхность пластины обрабатывалась до чистоты R_z = 12,5 и имела твердость на поверхности НВ = 192 кг/мм². На обрабатываемую поверхность на расстоянии 180 мм от начального торца устанавливалась фольга из молибдена с pC_М=635 размером 80х60х0,2 мм. На расстоянии 100 мм от того же начального конца устанавливалась фольга из алюминия размером 80х60х0,3 мм с pC_Al=175 . Фольги устанавливались плотно без зазора относительно упрочняемой поверхности пластины. На данной поверхности размещался заряд ВВ аммонит 6ЖВ весом 200 г размером 280х70х10 мм. Сборка устанавливалась на металлический стол КВ-2, подрыв заряда ВВ производился со стороны участка без фольг электродетонатором марки ЭДВ. После взрывной обработки замерялась твердость на поверхности пластины на трех участках: I - непосредственно под местом расположение заряда на упрочняемой поверхности; II - под алюминиевой фольгой, на которой был заряд ВВ; III - под молибденовой фольгой, на которой был заряд ВВ. Твердость определялась по Бринелю. Были получены следующие результаты: на I участке НВ = 224 кг/мм², на II участке НВ = 241 кг/мм², на III участке НВ = 223 кг/мм². Проведенные аналогичные эксперименты показывают, что применение промежуточных слоев вспомогательного материала с удельным акустическим сопротивлением, меньшим удельного акустического сопротивления металла упрочняемой детали, позволяет повышать твердость на поверхности обрабатываемой взрывом детали по сравнению с аналогичной взрывной обработкой без использования промежуточных слоев или с использованием промежуточных слоев с удельным акустическим сопротивлением, большим чем у материала обрабатываемой детали. Описываемый способ за счет использования промежуточных слоев с заданным относительно материала обрабатываемой детали удельным акустическим сопротивлением позволяет при детонации одних и тех же зарядов ВВ проводить различное по интенсивности упрочнение, использовать для этой цели простейшие дешевые смесевые ВВ на основе тротила и аммиачной селитры взамен дорогостоящих высокобризантных пластифицированных ВВ. Кроме того, описываемый способ позволяет одним зарядов ВВ производить упрочнение поверхности избирательно, на одних участках сильнее, а на других слабее, без ухудшения чистоты обработки упрочняемой поверхности.

Формула изобретения

1. СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ЭНЕРГИЕЙ ВЗРЫВА, заключающийся в том, что на обрабатываемую поверхность детали помещают промежуточный слой вспомогательного материала, поверх него размещают слой заряда взрывчатого вещества и производят его подрыв, отличающийся тем, что, с целью повышения твердости металла в поверхностном слое без ухудшения чистоты его обработки и сплошности, промежуточный слой вспомогательного материала выполняют из материала с удельным акустическим сопротивлением, меньшим акустического сопротивления материала заготовки. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что промежуточный слой вспомогательного материала на обрабатываемой поверхности размещают локально.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---