Способ стабилизации формы и размеровметаллических изделий

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 310179 (2! ) 2720403/22-02 (51)pA

3 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

С 21 D 6/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 1503Â1. Бюллетень Мо 10

Дата опубликования описания 150381 (53) УДК 6 21. 7 87 (088. 8) (72) Авторы изобретения

B.Ô.Ñàâåëüåâ, В.М.Сагалевич, E À. Румянцев и Y3.A.ßí÷åíêo (71) Заявитель

Московское ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени техническое училище им. H.Ý.Áàóìàíà (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ИЭДЕЛИЙ

Изобретение атно"ится к точному машино-, приборо- и станкостроению. и может быть использовано для повышения стабильности размеров деталей после различных технологических операций, приводящих к образованию остаточных напряжений и не=табильных структур (механическая обработка, сварка и т.д.).

Известен способ стабилизации размеров иэделий, включающий многократное механическое воздействие (1).

Недостатками способа я ел яют с я ухудшение физико — механических свойств (коррозионные, магнитные, прочностные и т.д.), снижение малоцикловой прочности. Кроме того, этот способ не .позволяет полностью стабллизировать форму и размеры деталей.

Известен также способ стабилизации размеров изделий, заключающийся в сгатическом нагружении от 1 до 10 раз при продолжительности циклов обработки 0,0002-0,075 ч напряжениями, превышающими остаточные в 3-6 раз (2).

Однако данный способ обработки также мажет вызвать снижениз малоцикловой прочности изделий . Кроме того, поскольку в деталях всегда ЗО имеют место как сжимающие, так и растягивающие напряжения, статическое нагружение одного знака не позволяет полносгью стабилизировать фазоструктурные составляющие (аустенит, мартенсиг н др.) и напряженнодеформлрованное состояние изделия.

Обработка по этому способу даже при максимальном времени выдержки под статической нагрузкой не обеспечивает полной стабилизации формы изделий, так как при статическом нагружении для протекания процессов распада неустойчивых структур и релаксации остаточных напряжений вследствие ограничения максиМальнэй амплитуды накладываемых напряжений величиной предела текучести материала требуется значительно большее время выдержки под нагрузкой

Цель изобретения — обеспечение полной стабилизации формы и размеров металлических иэделий.

Дпя достижения поставленной цели изделия нагружают ударной нагрузкой со скоростью 3-20 м/с при максимальных суммарны накладываемых и остаточных напряжениях, превышающих статический предел текучести материала в

1,2 раза.

812837

Однократная ударная нагрузка со .скоростью 3-20 м/с обеспечивает создание 1 казанного уровня суммарных накладываемых динамических и осгаточных напряжений, всегда существующих в иэделии после проведения различных технологических операций (литье, сварка, механическая обработка и т.д), достаточного для протекания пластических деформаций и полного устранения как растягивающих>так и сжимающих напряжений. Это обеспечивает также полную стабилизацию неустойчивых Фазосгруктурных составляющих в изделии. Эа счет устранения полей остаточных напряжений и стабилизации неустойчивых структур обеспечивается постоянство 4юрмы и размеров металлических иэделий во времени.

Пример. Производится обработка групп деталей с технологическими остаточными напряжениями как иэ 20 структурно стабильных Ст.3, так и нестабильных материалов-сталь 35, сталь 4Х13, размзрами 300«25»2 мм по известному и предлагаемому способам. Обработанные, а также необ- g5 работанные детали подвергаются длительному хранению в течение 1 года при 20+1 С. Изменения геометрических Форм и размеров деталей эа 1 год представлены в таблице.

При Обработке о известному способу нагрузка прикладывается 1-10 раз при варьировании времени нагружения

Материал

Обработка по предлагаемому способу

Беэ обработки

Обработка по известномуу способу прираще- угловой ние Раэ- изгиб угловой изгиб оси образца, угловые секунды прир аще— ние размера

300 мм, мкм мера оси об300 мм,мкм разца, угловые секунды

0-2 (15-18) 65-85 (3-8) 10-25

Ст. 3

Чугун

СЧ 18-32

0-1 (3-5) 12-24 (6-10) 35-40 (17-22) (0-1) 0-2 (4-10) 13-26

68-90

Сталь 35

0-3

16-29 (0-1) (8-12) 78-94 бильность форм и талей во времени, мя как известный жает нестабильность

50-85%. размеров дев то вреспособ снилишь на приращение угловой иэразмера гиб оси

300 мм, мкм образца, угловые секунды

Сталь 4Х13 (25-30) Погрешность измерения приращения размера 300 мм составляет 1 мкм, а углового излома оси — ТЗ.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет на 95-100% снизить неста-, О, 0002-0, 0 75 чу максимальные суммарные накладываемые и остаточные напряжени я не превышают величины статического предела текучести материалов, а для чугунных деталей прикладываемые напряжения превьыают остаточные в 3-6 раз .

При обработке по предлагаемому способу сумма накладываемых динамических и остаточных напряжений в деталях иэ стали Ст. 3, из чугуна

СЧ 18-32, стали 35 и стали 4Х13 составляет соответсгвенно 29, 22, 36 и 66 кгс/мм- . Скорость нагружения 3У

20 м/с.

Пример осуществления способа на партии деталей иэ стали Ст 3.Технологические остаточные напряжения в деталях из Ст 3, предсгавляющих собой полосы раэмером 300» 25>2 мм, после вырезки нх ацетиленокислородной газовой резкой иэ листа составляют в среднем 12 кгс/мм . Предел текучести стали Ст ° 3 24 кгс/мм .,Цополнительные динамические напряжения от внешней нагрузки 17 кгс/мм

Скорости нагружения 3, 10 и 20 м/с.

Нагруяение деталей осуществляется однократно.

Вылеживание в течение 1 года при

20+1 С деталей иэ Ст.3 показывает, что приращение углового излома оси детали составляет 2, l и 0 угловых секунд при скоростях нагружения

3, 10 и 20 м/с соответственно.

812837

Формула изобретения

Составитель A. Денисова

Редактор С. Лыжова Техред N. Голинка Корректор Г. Решетник

Заказ 701/32 Тираж 61 8 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,Ж-35,Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Использование предлагаемого способа стабилизации формы и размеров металлических изделий обеспечивает по сравнению с известными способами повышение стабильности Форм и размеров в 1,5 раза; сокращение длительности проведения операции стабилизации от 10 до 1000 раз, что значительно повышает качество и надежность металлических изделий и производительность процесса.

Способ стабилизации формы и размеров металлических изделий, включаюший однократное силовое воздействие, отличающийся тем, что, с целью исключения изменения Формы и размеров изделий с течением времени, изделие нагружают ударной нагрузкой со скоростью 3-20 м/с при максимальных суммарных накладываемых и остаточных напряжениях, превышающих статический предел текучести материала в 1,2 раза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 185155, кл. С 21 D б/02, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

15 В 428011, кл. С 21 D 7/10, 1973.