close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

08408

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8408
(13) C1
(19)
(46) 2006.08.30
(12)
7
(51) C 21D 10/00,
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 21D 26/06
СПОСОБ ОБЪЕМНОГО УПРОЧНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ЗАГОТОВОК
(21) Номер заявки: a 20021040
(22) 2002.12.19
(43) 2004.06.30
(71) Заявитель: Государственное учреждение "Научно-исследовательский
институт импульсных процессов с
опытным производством" (BY)
(72) Авторы: Ушеренко Сергей Миронович; Дыбов Олег Антонович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
учреждение "Научно-исследовательский институт импульсных процессов
с опытным производством" (BY)
(56) SU 703585, 1979.
RU 1614318 C, 1994.
RU 2111265 C1, 1998.
SU 1658478 A1, 1995.
RU 2053526 C1, 1996.
BY 8408 C1 2006.08.30
(57)
Способ объемного упрочнения стальных заготовок путем обработки их высокоскоростной струей легирующего вещества, отличающийся тем, что перед обработкой стальную заготовку или комплект заготовок с диаметром торцевой поверхности, не превышающим диаметра струи легирующего вещества, помещают в обойму и устанавливают в
грунте на металлический цилиндр, причем отношение общей массы цилиндра и заготовки
или комплекта заготовок к массе легирующего вещества струи составляет 10-36.
Изобретение относится к области динамической обработки материалов и предназначено для повышения технологических параметров материалов. Данное изобретение применяется для повышения эксплутационных характеристик (износостойкости) инструментальной стали.
Известен способ объемного упрочнения стальных заготовок, включающий подготовку
стальной заготовки механической обработкой, термическое упрочнение и механическую
доводку (Геллер Ю.А. Инструментальные стали. - М.: Металлургия, 1975. - С. 442-443).
Данный способ позволяет повысить износостойкость инструментальной стали только
изменением ее химического состава, что экономически не эффективно и имеет свои ограничения.
Наиболее близким к предложенному изобретению является способ изготовления инструмента включающий дополнительную операцию упрочнения заготовок стали по объему высокоскоростной струей легирующего вещества и механическую обработку до удаления микрокрократеров соударения частиц (А.с. СССР 703585, МПК С 21D 9/22, 1979 //
Бюл. № 46).
Однако выполнение такой последовательности операций обеспечивает эффективное
упрочнение (повышение износостойкости по глубине не более чем в 1,4 раза) на глубину
заготовок, не превышающую 40 мм. Под давлением струи, имеющей по ее диаметру высокий градиент плотности и скорости, заготовки при обработке "проваливаются" в грунт
на различные глубины, т.е. расстояние между кумулятивной линзой и заготовкой увели-
BY 8408 C1 2006.08.30
чивается. Это снижает давление струи на заготовки, а так как давление, создаваемое струей, определяет проникание частиц в сталь (ее упрочнение), следовательно, уменьшается
глубина обработки (упрочнения). В процессе осевого смещения относительно друг друга
находящиеся под давлением струи заготовки из-за высокого поперечного градиента давления, вызываемого боковой разгрузкой, искривляются. Все это снижает эффективность
использования порошкового состава и взрывчатого вещества, высок процент заготовок,
требующих дополнительной механической обработки (выпрямления) заготовок. В конечном итоге, это приводит к удорожанию всего процесса.
Задачей данного изобретения является повышение глубины эффективного упрочнения
стальных заготовок и удешевление процесса получения инструментального композиционного материала.
Технический результат достигается тем, что в способе объемного упрочнения стальных заготовок путем обработки их высокоскоростной струей легирующего вещества, перед обработкой стальную заготовку или комплект заготовок с диаметром торцевой поверхности, не превышающим диаметра струи легирующего вещества, помещают в обойму
и устанавливают в грунте на металлический цилиндр, причем отношение общей массы
цилиндра и заготовки или комплекта заготовок к массе легирующего вещества струи составляет 10-36.
Установка заготовок в грунте в обойме предотвращает поперечное смещение их в процессе соударения со струей, снижает эффект боковой разгрузки заготовок и их искривление, особенно и в первую очередь длинномерных. Грунт выполняет роль демпфирующей
среды заготовок в процессе соударения их со струей.
Введение сплошного металлического цилиндра определенных формы и длины предотвращает смещения заготовок относительно друг друга и ограничивает общее смещение
вниз при динамическом нагружении, то есть препятствует интенсивному увеличению расстояния между заготовками и кумулятивной линзой, влияющего на эффективность обработки. Снижение указанного отношения меньше 10 оказывается малоэффективным при
процессе торможения общего движения заготовок во втулке вниз. Увеличение этого значения более 36 приводит к увеличению габаритов устройства и не приводит к повышению
эффективности упрочнения.
Проведение упрочнения струей перед механической и термической обработкой заготовок позволяет использовать для упрочнения длинномерные заготовки, а потом изготавливать из полученного материала изделия меньшего размера.
Все это приводит к значительной экономии взрывчатого вещества, легирующего порошка, расходных материалов оснастки. Снижается трудоемкость за счет проведения
меньшего количества самих процессов обработки и количество процента бракованных заготовок за счет появляемых сколов, трещин и разрушений подвергнутой ударному нагружению закаленной стали.
Пример
Обработка заготовок струей легирующего вещества производилась порошковым составом на основе карбида кремния. Масса алюминиевой кумулятивной линзы, заполненной порошковым составом, составляла 76 г. В качестве источника энергии формирования
струи использовалось взрывчатое вещество - аммонит N6ЖB весом 250 г. Обрабатывались заготовки из стали Р6М5 диаметром 12 мм. Комплект заготовок имел диаметр, равный диаметру обоймы, представляющей собой толстостенный полый цилиндр. После обработки образцы протачивали до диаметра 10 мм и со стороны взаимодействия со струей
поверхность обрабатывали до удаления микрократеров (0,5-2 мм). Образцы длинной более 60 мм разрезались на отрезки до 60 мм и термообрабатывались по режиму, стандартному для стали Р6М5. Испытания на износостойкость производились путем трения об абразивный круг на основе карбида кремния. Параллельно испытывались такие же образцы
из не упрочненной стали Р6М5. Относительную износостойкость определяли отношением
2
BY 8408 C1 2006.08.30
потери массы за единицу времени испытания упрочненной стали к без упрочнения. Износостойкость стали определяли по всей длине образцов. Результаты испытания приведены
в таблице.
Сравнительные результаты испытаний на износостойкость стали Р6М5
Отношение обДлина обраСредняя отнощей массы заго- Глубина эффек№ батываемых
сительная изтовок и балласт- тивного упрочносостойкость
п/п заготовок,
ного элемента к
нения, мм
мм
стали
массе струи
1
60
-
-
1
2
40
7
40
1,35
3
40
10
-
1,6
4
5
6
7
200
220
240
260
30
33
36
39
200
220
240
240
1,6
1,6
1,52
1,35
Примечание
Сталь без
обработки
Без металлического
цилиндра
С металлическим
цилиндром
-//-//-//-//-
Из приведенных данных видно, что достигаемая эффективная глубина упрочнения
(относительная износостойкость выше значения 1,4) 210-240 мм, что позволяет снизить
затраты взрывчатых материалов, порошковых материалов и вспомогательных при получении обработанных заготовок длинной 40 мм в 5,25-6 раз.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
77 Кб
Теги
08408
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа