Способ обработки деталей из титановых сплавов
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Саеетсиия
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТФУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 06.09.79 (23) 2818872/22-02 с прмсоедммеммем заявки М (51)M. Кл 3 С 22 Г 1/18 ГосударствениыФ комитет СССР ао amass изобретеииЯ и открмтиЯ (23) Приоритет Опубликовано 1Ы031.Бюллетень М 38 (53) УДК 621 ° 787.6 (088. 8) Дата опублмкованмя описания 1510.81 B.C.Jloeymea, B.A.Neeoeos e A.A.hðeeîeà .. 1 . 1 ! (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении различных конструкций с сильфонами в химическом и нефтяном машиностроении, приборо- и судостроении с повыаенными требованиями к эксплуатационной надежности. В настоящее время в химическом и нефтяном машиностроении в судостро- енин применяются сильфоны, получаемые механогидравлическим способом, основными технологическими операциями которого является операция накатки роликом фиксирующих канавок и гидравлическое выдавливание гофров. Изготовление гофрированной оболочки этим способом неизбежно связано с образованием зон с неоднородными механическими свойствами из-за нерав-, номерности деформации по толщине при накатке и гофрообразовании. При этом максимальная неоднородность механических свойств имеет место в зоне перехода от накатанной части канавки к ненакатанной. Эта зона является источником жесткой концентрации напряжений способствующей снижению усталостной прочности и появлению значительного разброса данных по долговечности сильфонов. 30 Для повышения долговечности изделий, работающих в условиях воздействия циклических нагрузок, широкое применение находят методы поверхностного пластического деформирования (ППД)1 обкатка роликами и шариками, дробе- и гидродробеструйная обработка, виброгалтовка и др. Известен способ обработки изделий из титановых сплавов путем дробеструйной обработки с использованием стальных шариков диаметром 0,50,8 (13. Однако применительно к таким ажурным изделиям, какими являются сильфоны с толщиной стенки менее 0,2 мм, этот способ не может быть применен, поскольку вызывает искажение геометрических размеров профиля гофрированной оболочки. Целью изобретения является повышение долговечности титановых сильфонов. Поставленная цель достигается тем, что дробеструйную обработку ведут микрошарикамн диаметром 160200 мкм при давлении 2,5-3 ата в течение 5-6 мин с последующим отжигом при 550+10оС в течение 4-7 мин. 872595 количество циклов до разрушения Обработка Параметры испытания сильфонов до ППД и термооб- после ППД и терработки мообработки о Температура 100 С Давление наружное 16 кгс/см < Ход 10,5 мм Диаметр шариков 200 мкм, Отж 550 СФ 5 мин 26223-42101 40270-44804 32235 43673 Температура 100 С о Давление 64 кгс/см Ход 5,6 мм Диаметр шариков 160 мкм, 5 мин, давление 2,5 ата "оi 550 C ю . 5 мин 57695-. 58837 20828-21490 21063 58504 Таким образом, предложенный спо- 0 фонов, путем дробеструйной обработсоб позволяет существенно повысить ки, отличающийся тем, сопротивляемость усталостному раэ- что, с целью повышения долговечносрушению титановых сильфонов, повы- ти, дробеструйную обработку ведут сить их работоспособность и стабили- микрошариками диаметром 160-200 мкм зировать свойства. 55 при давлении 2,5-3 ата s течение 5-6 мин с последующим отжигом при 550+10 С в течение 4-7 мин. Формула изобретения Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9140585, кл. С 22 F 1/18, 1960. Способ обработки деталей из титановых сплавов, преимущественно сильВНИИПИ Заказ 8955/43 Тираж 684 Подписное Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 При упрочнении микрошариками диаметром 0,16-0,20 мм благодаря их малой массе обеспечивается высокая скорость полета рабочих шариков, вследствие чего поверхностный слой формируется при скоростях деформации примерно на 1-2 порядка выше, чем при обычной дробеструйной обработке или гидрогалтовке. Это дает воэможность получить достаточно высокую кинетическую энергию соударения движущихся шариков с обрабатываемой деталью и создать в поверхностном слое необходимую глубину наклепа. При этом статическое давление при обработке микрошариками не превышает 5-10 кг, что позволяет эффективно испольэовать предложенный метод при упрочнении тонкостенных и маложестких деталей без нарушения устойчивости и искажения их геометрических размеров. В результате поверхностного упрочнения поверхностный слой имеет более мелкозернистую и однородную микроструктуру. Наряду с этим упрочнение микрошариками сопровождается интенсивным дроблением блоков мозаики, увеличением плотности дислокаций, сглаживанием поверхностных дефектов, обусловленных технологией изготовления труб-заготовок для сильфонов. Отжиг при 550 С в течение 4-7 мин вызывает частичное снятие упругих ° искажений кристаллической решетки вследствие пластических сдвигов в пределах отдельных зерен, перераспределение структурных несовершенств (дислокаций) в наклепанном слое и перестройку их в наиболее равновесные состояния. В результате в поверхностном слое образуется полигонизованная структура, характеризующаяся повышенным сопротивлением деформированию в условиях повторно-переменных нагружений. Испытания на долговечность показывают, что в результате предложенЩ ной обработки долговечность сильфонов увеличивается в 1,5-2,5 раза, причем, немаловажным является факт резкого уменьшения разброса экспериментальных данных по долговечности. 25 Результаты испытаний приведены в таблице.
