Способ обработки изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (13) 4(з11. С 21 D 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3678770/22 — 02 (22) 26,12.83 . (46) 1506.85. Бюл. No 22 (72) А. Я. Недосека, А. П. Михнев, И. В, Пархоменко, В. Д. Саковский и

А. В. Чинахов (53) 658;512(088.8) (56) Физика твердого тела. Т. 12, 1970, У 1, с. 203 — 210.

Авторское свидетельство СССР Р 559970, кл. С 21 О 1/30, 1975. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ включающий механическую вибрацию на резопанской частоте изделия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения остаточных напряжений, одновременно с механической вибрацией изделие подвергают обработке импульсным током, при этом частоту пиковых импульсов механической вибрации и электрического тока согласовывают по максимальным значениям., 2. Способ по н. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что плотность имп. льсов электрического тока выбирают в пределах 120—

750 А/мм, а длительность импульсов

10-3 10-5

1161214

Изобретение относится к обработке металлических изделий, в частности литых, закаленных, обработанных резанием, сварных и паяных, из обычных, высокопрочных и труднодеформируемых (малопластичных) металлов и сплавов как магнитных, так и немагнитных для снижения внутренних. деформаций и напряжений вибрационной обработкой в металлургической промышленности, машиностроении, сварочном производстве и приборо- 10 строении.

Цель изобретения — снижение остаточных напряжений. На процесс пластической деформации кристаллической решетки нагруженного металла со своим электрическим полем влияет ряд внешних факторов, в том числе и внешнее электрическое доле. Пластичность ионэлектронной; решетки металлов обусловлена наличием коллективизированных электронов, а механизмом пластической де- 20 формации служит то или иное перемещение различного рода дислокаций, обладающих электрическим зарядом и взаимодействующих между собой, а так же с включениями и примесными атомами, которые тоже могут 25 иметь определенный заряд. В металлах, в области пластической деформации, когда под действием энакопеременных нагрузок, т. е. механической вибрации, дислокации вынуждены перемещаться по кристаллической решетке, прикладываемое электрическое поле или электрический ток способствует облегчению пластической деформации. Электрический ток активно влияет на дислокационный процесс пластической деформации как магнитных, так и немагнитных металлов в нагруженном состоянии.

Увеличение пластичности осуществляется за счет использования механизма взаимодействия свободных электронов и дислокаций металла.

Указанный механизм имеет место при дейст40 вии на напряженный выше предела текучести металл любым видом электрического тока.

Однако при "".îãëàñîâàíèè частот пиковых импульсов тока и механической вибрации

4$ по максимальным значениям, в виду новышенной пластичности металла изделия, процесс снижения остаточных деформаций и напряжений значительно возрастает и достигает 80—

90%, например при условии, что плотность тока 420 А/мм и длительностью импульсов г 50

10 с, а частота механической вибрации резонансная.

Пропускание импульсно о тока через изделие, нагруженное выше предела текучести механической выбрацией, возбуждает дополнительные упругие колебания в металле, что хоже способствует процессу снижения остаточных деформаций и напряжений.

При обработке изделий большой жесткости, а" также изделий из труднодеформируемых металлов и сплавов исключены возможности трещинообраэования ввиду повышения пластичности металла изделия.

Пример. Виброобработка производилась на виброустановке У-912 с диапазоном частот 1 — 0 Гц и толкающим усилием 1 тс.

В качестве источника питания для создания необходимого импульса тока использовалась батарея конденсаторов типа МБМ с устройством, позволяющим синхронно пропускать импульсы тока в момент наибольшего нагружения сварной конструкции, В процессе виброобработки образцов из стали СтЗ в форме пластин размером 30х 700мм и толщиной 5 мм пропускали импульсы тока плотностью 120 — 750 А/мм и длительностью протекания тока порядка 10 — 10 c.

В таблице приведены результаты измерений остаточных напряжений и режимы обработки по предлагаемому (экснерименты И 1 — 6) и известному способам.

Снижение плотности импульса тока ниже г

120 А/мм, как и его увеличение выше

750 А/мм, не дает ощутимого повышения эффективности снижения остаточных напряжений.

Наилучший эффект получается при обработ. ке пластин с наплавленным валиком при плотности тока 420 А/мм и длительности

10 с, при этом уровень остаточных напряжений снижается на 87% по отношению

1 к первоначальному.

Использование предлагаемого способа снятия остаточных напряжений позволяет значительно полнее снимать остаточные напряжения до 80 — 90%; исключить трещинообраэоваиие в изделиях большой жесткости, а также в изделиях из труднодеформируемых (малопластичных) металлов и сплавов; упростить конструкцию для осуществления способа; сократить время обработки.

1161214

Эксперимент, go

Режимы обработки

Эффективность снижения остаточных напряжений, %

Длительность импульса, с

120

300

10 — 10

420

80-90

620

}Π— 10

79-88

10 — 10 а

70-85

750

420

10"

87

Известный способ

70.Составитель А. Кулемин

Техред Т, Дубинчак 1<орректор В. Синицкая

Редактор М. Парфенова

Тираж 553

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3886/14

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Плотность импульса тока, A/ìì

10-а

10 — 10

68-72

75-80