Способ оценки термостойкости инструмента

 

Изобретение относится к температурным испытаниям изделий, преимущественно к методам оценки термостойкости инструмента. Целью изобретения является повышение точности оценки термостойкости инструмента и его качества. Перед проведением испытаний цилиндрические образцы из материала инструмента подвергают одному из видов упрочняющей обработки При испытаниях образцы подвергают лазерному нагреву со стороны торцов, регулируют мощность и плотность излучения лазерного источника, затем образцы охлаждают, а о термостойкости судят по количеству циклов нагрева и охлаждения до появления в материале термоусталостных трещин. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 3/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4795915/28 (22) 29.12.89 (46) 07,01.92. Бюл, М 1 (71) Московский институт стали и сплавов (72) В.В.Ромащенко, Н.А.Чиченев, С.В,Персиянов и С.А.Лукьянова (53) 620.178(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1456841, кл, G 01 N 3/60, 1987. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕРМОСТОЙКОСТИ

ИН СТРУМ Е НТА (57) Изобретение относится к температурным испытаниям изделий, преимущественно к методам оценки термостойкости А2 1704024 А1 инструмента. Целью изобретения является повышение точности оценки термостойкости инструмента и его качества. Перед проведением испытаний цилиндрические образцы из материала инструмента подвергают одному из видов упрочняющей обработки . При испытаниях образцы подвергают лазерному нагреву со стороны торцов, регулируют мощность и плотность излучения лазерного источника, затем образцы охлаждают, а о термостойкости судят по количеству циклов нагрева и охлаждения до появления в материале термоусталостных —,р; щин. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1704024

10

Изобретение относится к температурным испытаниям изделий, преимущественно к методам оценки термостойкости инструмента.

Известны способы оценки термостойкости инструмента путем ее испытаний токами высокой частоты (Бельский Е.И.

Стойкость кузнечных штампов. Минск;

1975, с.95-100).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ оценки термостойкости инструмента (а.с. М

1456841, кл, G 01 N 3/60), заключающийся в том, что материал инструмента подвергают циклическому лазерному нагреву с последующим охлаждением и фиксируют появление в материале термоусталостных трещин.

Однако известный способ не учитывает всех факторов, влияющих на определение термостойкости, что в значительной мере влияет на качество инструмента. Низкая достоверность оценки термостойкости обусловлена тем. что в известном спосоое лазерному нагреву подвергают кромку реального инструмента, в связи с чем образовавшиеся трещины отражают не истинную термостойкость инструмента, а лишь термостойкость его локальных зон, подверженных нагреву.

Целью изобретения является повышение точности оценки термостойкости инструмента и его качества..

На чертеже приведена установка для реализации способа, Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известного способа оценки термостоикости инструмента. в предлагаемом способе термоциклированию подвергают цилиндри .вские О" г эцы материала инструл ента предварительно подверженные

cf iiol4у 1;з видов упрочня ощей обработки, нагрев каждого Образца осуществляют сс стооочы одно о из его торцов, при этом

;:.т,сшение ..:щH0c и и плотчости излучения лазерного источника определяют по формуле, полу енной элспериментальны "л путем, р = 6,1-Р/К, где р — плотность лазерного излучения. к.Бт) см

Р— мощность лаэеоного иэлччения В диапазоне 1,0-2.7 кБт:

К вЂ” размерный коз, фициент площад образца, сл, а диаметр пятна излучен l уганавливают е ие,,05 диаметра образца, Вследствие того. что при диаметре пятна излучения, л1еньшем 1,05 диаметра образца, не исключЕН ВЫХОД НЭ ТОРЦОВУЮ ПОВЕРХНОСТЬ ОтПУ ейных зон. почв ение которых ведет иск-:кеьию геэугьтатов исследований.

Способ заключается в следующем.

Изготовленные цилиндрические образцы из материала инструмента подвергают термической обработке с последующей шлифовкой их торцовых поверхностей. Затем каждый из образцов подвергают одному из видов упрочняющей обработки, например цементации или азотированию, борированию, хромированию и нитроцементации

Упрочняющая обработка сводится к поверхностному упрочнению торцов цилиндрических образцов.

Исследуемые образцы 1 фиксируют е кассете, выполненной из двух дисков 2 и 3, С помощью крепежного элемента 4 и переходной втулки 5 кассету с образцами устанавливают на валу двигателя 6. Источником нагрева образцов служит лазер 7 непрерывного режима генерации излучения, например лазер ЛТ-1. Линзой 8 осуществляют фокусировку пятна излучения, устанавливая величину его диаметра выше 1,05 диаметра образца. Электрическая часть схемы установки включает тумблер 9, контактно разомкнутый элемент 10 и счетчик 11 циклов.

При вращении кассеты образцы периодически пересекают лазерный луч. подвергаясь нагреву со стороны торцов. Затем образцы попадают в ванну с водой, подвергаясь охлаждению. после чего их обдувают сжатым воздухом для подготовки к очередному лазерному нагреву, Один полный оборот кассеты составляет один термоцикл.

Критерием термостойкости служит чис. ло термоциклов до появлени- первых термоусталостных трещин.

Испытания, проведенные на образцах и:стали ЗХЗМЗФ, показали, что первые термо. усталостные трещины позже всего появляютс на образцах. по„-ьерг - >ть х бор рова ию. Од.

НаКО, B МатЕрнаЛаХ уПрОЧНЕНчЫК ПОСрвдСтвом хромирования, трещины развиваютс

МЕДЛЕННЕЕ. -О ПОЗВОгЯЕт РЕКОМЕНДОВатЬ хромирование для поеь шения стойкости инструмента, эксплуа1ируемого в условия> циклv÷åñких терhlическиx Bîçäeéñòвий.

Пр длагаемый способ позволяет обос новать целесообразность применения тогс или иного Вида упрОч. . « Ия. ПОВ ысит ь дОсто верность „-е .ультатов оценки термостойко сти инструмента, а так: .е осуществит наиболее близкое л Оделирование теплово го режима эксплуатации инструмента.

Формула изобретения

1. Способ оценки термостойкости инст румента, заключают .1й .я в том, что матери ал инструмента циклически охлаждают ь нагревают лазерным источником, а о термо стойкости судят по количеству циклов до по явления В материале трещин, отл ича ю щи й

170402 с я тем, что, с целью повышения точности, термоциклированию подвергают цилиндри- ческий образец материала, нагрев которого осуществляют со стороны одного иэ его торцов, при этом соотношение мощности и плотности излучения лазерного источника определяют по зависимости: 6,1 — Р/К. где р — плотность лазерного излучения, кВт cM;

P — мощность лазерного излучения в диапазоне 1,0-2,7 кВт;

К вЂ” размерный коэффициент площади образца, см, а диаметр пятна излучения устанавливают выше 1,05 диаметра образца.

2. Способ поп.1.отлича ю щийс я тем, что, с целью повышения качества инст5 румента путем оптимизации его упрочняющей обработки, термоциклируют серию цилиндрических образцов, каждый из которых предварительно подвергают одному иэ видов упрочняющей обработки.

10 3. Способ по и 2, отличающийся тем, что упрочняющую обработку образцов осуществляют посредством цементации или аэотирования, борирования, хромирования и нитроцементации, 15