Способ определения прочности образцов

 

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для диагностической оценки прочности твердосплавных режущих инструментов . Цель изобретения - повышение точности - достигается за счет того, что в качестве нагрузки используют импульсы лазерного излучения плотностью Вт/см, измеряют амплитуду электромагнитного излучения, возникающего под воздействием лазерного излучения, и по ней определяют прочность образцов. 2 ил. IND NS Од О О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК g 4 0 01 N 3/58 г °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3733967/25-28 (22) 25.04.84 (46) 23.04.86. Бюл. № 15 (71) Научно-исследовательский институт ядерной физики, электроники и автоматики при Томском политехническом институте им. С. М. Кирова (72) С. А. Воробьев, Д. В. Кожевников, М. Ф. Кузнецов, В. П. Нестеренко и А. Д. Погреб няк (53) 620.17 (088.8) (56) Грудов П. П. и др. Исследование прочностиой характеристики твердого сплава в процессе резания.— М.: ИГЭИН, 1955, с. 12.,.SUÄÄ 1226156 A (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано для диагностической оценки прочности твердосплавных режущих инструментов. Цель изобретения — повышение точности — достигается за счет того, что в качестве нагрузки используют импульсы лазерного излучения плотностью 10 — 10 Вт/см, измеряют амплитуду электромагнитного излучения, возникающего под воздействием лазерного излучения, и по ней определяют прочность образцов. 2 ил.

1226156

Формула изобретения

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано для диагностической оценки прочности твердосплавных режущих инструментов (резцов, сверл, разверток, зенкеров, протяжек и т. д.).

Цель изобретения — повышение точности за счет облучения импульсами лазерного излучения.

Способ осуществляется следующим образом.

Из партии режущего инструментального материала, прочность которого требуется определить, отбирают часть образцов. Затем образцы облучают импульсами лазерного излучения с плотностью 10 — 10 Вт/см на установке.

На фиг. 1 изображена схема установки; на фиг. 2 — зависимость подачи (нагрузка, которую выдерживает инструмент по прочности) от амплитуды электромагнитного излучения.

Установка содержит импульсный лазер

1, воздействующий на исследуемый образец 2, фокусирующую линзу 3 для изменения плотности потока излучения, измеритель

4 энергии лазерного излучения, датчик-антенну 5, усилитель 6 и осциллограф 7.

В результате импульсного воздействия лазера 1 на образец 2 создается высокотемпературный локальный разогрев исследуемой микрообласти. Вследствие высокой скорости нагрева и последующего охлаждения в материале инструмента возникают фазовые превращения, которые создают поле термоупругих напряжений в микрообъеме твердого сплава.

Релаксация возникших напряжений возможна вследствие пластической деформации.

Твердосплавным материалам в той или иной степени присуща тенденция к хрупкому разрушению, т. е. к появлению трещин при достижении напряжений, создаваемых внешним воздействием, больше критических.

Вследствие разрушения за счет образования зарядов на бортах развивающихся трещин возникает напряженность электрического поля, приводящая к электромагнитному излучению, амплитуда которого регистрируется датчиком-антенной 5, усиливается усилителем 6 и передается на осциллограф, работающий в запоминающем режиме. Экспериментальные исследования показывают, что для каждого конкретного твердосплавного инструментального материала существует свой порог по плотности мощности лазерного излучения, начиная с которого наблю10

Зо

50 дается генерация высокочастотных импульсов, т. е. начинают появляться микротрещины — источники ЭМИ (электромагнитное излучение) . Минимальное значение плотности мощности излучения, при котором начинают генерироваться сигналы ЭМИ с частотой (0,1 — 1,0 МГц, является 10 Вт/см .

Верхний предел — 10 Вт/см обусловлен тем, что при более высокой плотности начинается локальное плавление исследуемой микрообласти и трещины не появляются (т. е. они залечиваются процессами плавления), а ЭМИ отсутствует.

Таким образом, облучение производится одиночными импульсами под воздействием лазера в работе коротких импульсов.

Длительность импульсов берется от 10" до

10 8 с. При слишком коротких импульсах энергии излучения недостаточно для раскрытия трещин, дающих ЭМИ. При длительных импульсах и сопровождающих их процессах плавления образующиеся трещины «залечиваются», это таже не приводит к генерации ЭМИ. Для всех отобранных образцов получают определенные по величине амплитуды ЭМИ при облучении их одинаковым потоком излучения. Затем для этих же образцов определяют хрупкую прочность (ломающую подачу), прикладывая к ним в процессе испытания возрастающую нагрузку за счет ступенчатого повышения подачи вплоть до поломки режущей пластины, по измеренным значениям строят градуировочный график «прочность образца (ломающая подача) — амплитуда ЭМИ». Теперь для определения прочности каждого инструмента из партии достаточно облучить его лазерным импульсом той же мощности, что и контрольные образцы, измерить амплитуду ЭМИ на экране запоминающего осциллографа и по градуировочному графику определить прочность инструмента.

Способ определения прочности образцов, заключающийся в нагружении образцов и определении прочности по их реакции на нагрузку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, в качестве нагрузки используют импульсы лазерного излучения с плотностью 10 †" Вт/см, измеряют амплитуду электромагнитного излучения, возникшего под воздействием лазерного излучения, и по ней определяют прочность образцов.

1226156

Фиг.1 р, мм/

090 из га

Составитель О. Губерниева

Редактор С. Лыжова Техред И. Верес Корректор А. Ференц

Заказ 1935 33 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4