Способ магнитной обработки ферромагнитных изделий

 

1. СПОСОБ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ путем воздействия на изделие переменным магнитным полем, отличающий .с я тем, что, с целью увеличения усталостной прочности и долговечности при циклическом нагружении изделий и сокращения времени обработки, изделия подвергают циклическому натружению в упругой области и одновременно производят циклическое перемагничивание переменным магнитным полем по предельной п-етле гистерезиса в течение 3-15 мин с постепенным снижени-. ем напряженности намагничивающего поля до нуля. 2.Способ по п. 1, о т-л и ч а ю .щ и и с я тем, что при наличии поверхностных усталостных микротрещин-частоту перемагничивания выбирают от 100 до 40000 Гц. 3.Способ па п. 1, отлича ющ и и с я тем, что при образовании микротрещин в приповерхностных слоях или в глубине изделия частоту перемагничивания выбирают от 20 до 20000 Гц..I 4.Способ по п. 1, отлича ю (Л щ и и с я тем, что магнитную обработку проводят в чередующихся проCZ дольном и поперечном магнитных полях.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(5И С 21 D 1 04 т т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3361914/22-02 .(22) 10.12.81 (46) 15.10.83. Бюл. Р 38 (72) .Ю.П.Шагаев (53) 619.1.5.71:539.4(088.8) (56) 1. Финкель Б.М. Физические основы торможения разрушения. М., Ме таллургия, 1977, с. 179"200.

2. Авторское свидетельство СССР

У 190391, кл. С 21 D. 1/04, 1966. (54)(57) 1. СПОСОБ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ путем воздействия на изделие переменным магнитным полем, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью увеличения усталостной прочности и долговечности при циклическом нагружении изделий и сокращения времени обработки, изделия подвергают циклическому нагружению в упругой области и одновремен- йо производят циклическое перемагничивание переменным магнитным полем по предельной петле гистерезиса в течение 3-15 мин с постепенным снижени-. ем напряженности намагничивающего поля до нуля.

2. Способ по и. 1, о т -л и ч а юшийся тем, что при наличии поверх ностных усталостных микротрещин-частоту перемагничивання выбирают от

100 до 40000 Гц.

3. Способ по п, 1, о т л и ч а юшийся тем, что при образовании микротрещин в приповерхностных слоях или в глубине изделия частоту перемагничивания выбирают от 20 до

20000 Гц.

4, Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что магнитную обработку проводят в чередующихся проПольном и попарачном магнитных полнх. С

1047971

Изобретение относится к изысканию новых способов обработки металлов и

I спланов и может использоваться н различных областях машиностроения для повышения усталостной прочности и долговечности изделий иэ ферромагнитных материалов.

Известны способы воздействия на изделие электрическим и электромагЙитным полями с целью торможения роста трещины, например, способ тормо- .l0 жения растущей трещины под воздействием импульсного электромагнитного поля (ИЭМП). Наложение такого поля способствует изменению механических свойств материала, так как импульсы 15 поля приводят к разряжению скоплений дислокаций и уменьшению внутренних напряжений (1).

Недостатком. этого способа является возникновение больших магнитных давлений н процессе наложения КЭМП, превышающих предел текучести большинства материалов, а также необхо- . димость строгой центровки соленоида над развивающейся трещиной и невозMoKHocTb егo применения к иэделиям сложной формы.

Наиболее. близким к предлагаемому по технической сущности и достигае.>1ому результату является способ маг. нитной обработки, заключающийся в положении переменного поля с частотой 50 Гц в течение 2,5 млн.. циклов (2), Недостатком этого способа является малая эффективность н увеличении долговечности изделий и большая длительность обработки.

Цель изобретения — увеличение усталостной прочности и долговечности при циклическом нагружении и сокра- 40 щение времени обработки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу магнитной обработки ферромагнитных изделий путем воздействия на изделие пеРеменным 45 магнитным полем, изделия подвергают циклическому нагружению в упругой области и одновременно производят циклическое перемагничивание переменным магнитным полем по предельной петле гистерезиса н течение 3-15 мин с постепенным снижением напряженности намагничивающего поля до нуля.

При наличии понерхностных уста» лостных микротрещин частоту перемагничивания выбирают от 100 до 40000 Гц

При образовании микротрещин в приповерхностных слоях или в глубине изделия частоту выбирают.от 20 до

20000 Гц.

Обработку можно производить в чередующихся продольном и поперечном магнитных полях, Контроль качества магнитной обработки и процесса развития усталостной поврежцаемости можно осуществ" лять, используя измерения магнитной вязкости (магнитного последействия).

Если магнитная вязкость резко возрастает при эксплуатации, значит магнитная обработка, проведенная ранее, недостаточна и перемагничивание продолжают до тех пор, пока величина магнитной вязкости не будет близка к исходному значению или не уменьшится. Время перемагничинания обычно не превышает 15 мин.

В табл. 1 представлены результаты испытаний на долговечность образца стали 36Г2С до обработки и после маг. нитной обработки.

Образцы испытывают.при симметричном круговом изгибе с вращением на машине МУИ-6000 при частоте нагружения 6000 циклов в минуту.

Иж и И, - живучесть образца с трещиной. !

И„вщ и К„ полная долговечность образца до начала окончательного разру. шения И и И вЂ, начало появления

I трещин (f — без обработки, N — после

t магнитной обработки).

В табл. 2 приведены данные после обработки в чередующихся продольном и поперечном магнитнкх полях.

Кроме того, на стадии начала роста усталостной трещины, микротнер" дость НН„, предел:выносливости 6 и предел прочности 0 б также увеличиваются после магнитной обработки (табл. 3) °

Предлагаемую магнитную обработку целесообразно применять в случае массоного производства изделий, или тогда, когда увеличение долговечности не достигается изнестными способами при эксплуатации изделий.

1047971

Т а б л и ц а 1

Долговечность образца без магнитной обработки на стадии

Увеличение долговечности в Ъ, на стадии

Долговечность образца после магнитной обработки на стадии (("тр ж полн ( полн

N полн тр

275863 298148 574011 412415 417415 839822 49,5 40,0 44,6

362069 278889 640958 584017 423911 1007928 61,3 52,0 57,0

28

486344 773925 1260269 770855 1145409 1916264 58,5 48,0 52,0

26 а н и е. Среднее увеличение долговечности на стадии: 56,4 (47,0> 51,2..

Таблица 2

Примеч

Напряжение испытания

6 кгс/мм Марка стали

750000

На 85%

На 79%

1.257027

36Г2С

38XHN

763200 Та блица 3, к г /мм

G „, кг/мм

НН

Марка стали

До об- После работ- обраки ботки

До обработки

До обработки

После обработки

После об работки

38 46 78 90

36Г2С

38ХНМ

48 72 82

49

С ос тав итваь В . С адчик ов

Редактор Л,Авраменко Техред Т.Маточка

Корректор A-Дзятко

Заказ 7867/29 Тираж 568

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Напряжение испытания кrc/мм

Полная долго вечность б з магнитной обработки пол полн

Полная долговечность после магнитной обработки, т

1 полн а

Увеличение полной долговечности после магнитной обработки 1 полн (