Способ упрочнения металлических изделий цилиндрической формы

 

Способ упрочнения металлических изделий цилиндрической формы включает их обработку посредством метания высокоскоростных струй легирующего элемента, разогнанных с помощью ленточного заряда взрывчатого вещества кольцевой формы, расположенного вокруг обрабатываемой детали на расстоянии R, которое находится в пределах 0 < R < 0,414 R1, где R1 - радиус детали, причем метание производят однократно с боковой поверхности заряда. Техническим результатом изобретения является уменьшение времени на обработку и упрощение схемы процесса. 1 табл.

Изобретение относится к обработке стали при помощи концентрированных источников энергии, конкретнее - высокоскоростных струй легирующего элемента. Может быть использовано в машиностроении, в частности для увеличения срока службы деталей, имеющих цилиндрическую форму, колес железнодорожного транспорта, бегунов дробильных агрегатов и т.д.

Известны способы обработки стали, заключающиеся в бомбардировке деталей потоком частиц, разогнанных продуктами детонации заряда взрывчатого вещества. При этом наблюдается эффект сверхглубокого проникания частиц размерами 10-100 мкм на глубины порядка десятков мм, что превышает их диаметр в тысячи раз. Каналы, образующиеся при движении частиц в образцах, схлопываются и имеют вид нитевидных треков, состоящих из легирующего вещества и матрицы.

За прототип изобретения принят способ обработки изделий, заключающийся в обработке стали при помощи концентрированных источников энергии. Способ включает закалку с 1100oC, старение в течение 6-10 часов и локальную обработку.

К недостаткам этого способа следует отнести длительность и сложность технологического процесса.

Сущность изобретения заключается в том, что воздействие высокоскоростными струями легирующего элемента осуществляют однократно с помощью ленточного заряда взрывчатого вещества кольцевой формы, расположенного вокруг обрабатываемой детали, метание струй порошка производят с боковой поверхности заряда и основное количество легирующего элемента располагается в зоне, испытывающей максимальные механические воздействия при эксплуатации, причем расстояние от детали до заряда BB должно находиться в пределах от 0 до 0,414 R1, а радиус кольца заряда BB от R1 до 1,414 R1, так как при выходе из этих границ не наблюдают проникания легирующего элемента в материал детали. Глубина проработки высокоскоростными частицами для цилиндрической детали может быть рассчитана по формуле H=R1 - 0,707 R2, где R1 - радиус детали; R2 - радиус кольца заряда взрывчатого вещества.

Максимальная глубина проработки H = 0,293 R1.

Геометрией расположения BB достигается повышение концентрации легирующего элемента вблизи обрабатываемой поверхности, а треки частиц пересекают друг друга. При этом достигается обработка всей поверхности цилиндрической заготовки, что приводит к равномерному упрочнению приповерхностного объема. Происходит уменьшение времени, затрачиваемого на обработку, значительное упрощение схемы процесса обработки, а следовательно, и удешевление.

Пример: Заготовки из стали 3Х3М3Ф диаметром 220 мм и толщиной 60 мм упрочнялись по цилиндрической поверхности высокоскоростными струями карбида титана, разогнанными продуктами детонации с боковой поверхности заряда. После обработки не наблюдалось сколов и выкрашивания поверхностного слоя образцов. Из поверхностного слоя обработанной заготовки вырезались образцы, которые подвергались испытаниям на износостойкость. Полученные результаты приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ упрочнения металлических изделий цилиндрической формы, включающий воздействие концентрированными источниками энергии, отличающийся тем, что воздействие осуществляют посредством метания высокоскоростных струй легирующего элемента, разогнанных с помощью ленточного заряда взрывчатого вещества кольцевой формы, расположенного вокруг обрабатываемой детали на расстоянии, R, которое находится в пределах 0 < R < 0,414 R1, где R1 - радиус детали, причем метание производят однократно с боковой поверхности заряда.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области получения покрытий из порошковых материалов, преимущественно из мелкодисперсных порошков, и может быть использовано в машиностроительной, станкостроительной, судоремонтной, радиоэлектронной отраслях промышленности и порошковой металлургии

Изобретение относится к способам нанесения порошковых композиционных сплавов и может быть использовано при изготовлении и ремонте трущихся деталей

Изобретение относится к машиностроению, в частности к технологии нанесения твердосмазочных покрытий с применением ультразвука

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности, к оборудованию для нанесения покрытий на изделия прокатных станов (трубы, арматурный пруток, многогранники, уголки и т.д.)

Изобретение относится к устройствам для нанесения покрытий на внутренние стенки протяженных изделий в глухих и сквозных отверстиях и может быть использовано в металлургической, машиностроительной и металлорежущих отраслях промышленности

Изобретение относится к способам нанесения покрытий напылением, в частности, к напылению порошковых материалов и может быть использовано для восстановления изделий, в частности, изношенных поверхностей контактных проводов электрифицированного транспорта

Изобретение относится к железнодорожному транспорту
Изобретение относится к технологии нанесения металлического покрытия на поверхность различных материалов (порошков и подложек), в том числе диэлектриков, полупроводников, металлов, и может быть использовано, например, для металлизации абразивных частиц, для нанесения металлического покрытия на поверхность керамических материалов, для создания композиционных материалов типа металл-керамика, а также в электронике при изготовлении теплостоков и других устройств
Изобретение относится к области нанесения антифрикционных покрытий на контактируемые и трущиеся поверхности

Изобретение относится к обработке поверхности перед нанесением покрытий, а также для полирования, шлифования или создания шероховатой поверхности и ее упрочнения
Изобретение относится к восстановлению изделий, содержащих металлические дефектные поверхности, преимущественно изготовленных из термически упрочняемых алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области получения покрытия, в частности к устройствам газодинамического нанесения покрытия из порошковых материалов, и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, судоремонтной, авторемонтной и других областях промышленности

Изобретение относится к области порошковой металлургии и получению покрытий из порошковых материалов и может быть использовано при получении новых различных композиционных материалов и покрытий из них с уникальными свойствами, а также в различных отраслях промышленности для повышения технологических и физико-химических свойств изделий и придания им специфических свойств

Изобретение относится к технологии получения покрытий на поверхности изделий, а именно к способам получения покрытий с использованием неорганического порошка, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, в частности при изготовлении и ремонте изделий, требующих герметичности, повышенной коррозионной стойкости, жаростойкости и других качеств

Изобретение относится к устройствам нанесения покрытий из порошковых материалов газодинамическим напылением переносного типа и может найти применение в машиностроении, энергетике, металлургии и других сферах производства для получения одно- и многослойных покрытий различного функционального назначения
Наверх