Способ восстановления металлических изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 21 D 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882913/02 (22) 20.11.90 (46) 23.09.92. Бюл, ¹ 35 (71) Волгодонское производственное объединение "Атоммаш" (72) В.Е.Константинов и А.П.Дремов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 812837, кл, С 21 D 6/02, 1981. (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: изобретение относится к обработке металлов давлением, конкретнее взрывом, и может быть использовано в машиностроении, в частности для восстаИзобретение относится к обработке металлов давлением, конкретнее взрывом, и может быть использовано в машиностроении, в частности для восстановления крупногабаритных, толстостенных изделий сложной конструкции с вмонтированными .во внешнюю стенку деталями.

Известен способ стабилизации формы и размеров металлических изделий, заключающийся в нагружении иэделий ударной нагрузкой со скоростью, 3-20 м/с при максимальных суммарных накладываемых и остаточных напряжениях, превышающих статический предел текучести материала в

1,2 раза.

Недостатком известного способа стабилизации формы и размеров металлических изделий является его недостаточная эффективность при обработке крупногабаритных .и сложных по конструкции изделий с вмонтированными во внешнюю стенку деталями вследствие наличия фактора затухания

„, Ы„„1763496A1 новления крупногабаритных, толстостенных изделий сложной конструкции c âìoíтирован ными Во внешнюю стенку деталями.

Сущность: металл (в виде колец) с акустической жесткостью, превышающей акустическую жесткость изделия, размещают между поверхностью изделия и зарядом взрывчатого вещества, что обеспечивает циркуляцию (многократное прохождение) ударных волн в толщине металла изделия, которая в свою очередь кратностью воздействия ударных волн позволяет существенно повысить эффективность снятия остаточных напряжений. ударной нагрузки вышеуказанной мощности по мере ее прохождения по металлу, Наиболее близким по технической сущности к предложенному решению является способ восстановления металлических изделий, сущность которого заключается в том, что изделие предварительно"приводят в упруго-напряженное состояние закреплением в размер, а ударное нагружение осуществляют путем одновременного подрыва одинаковых зарядов взрывчатого вещества, расположенных на поверхностях сторон стенки изделия с амплитудой напряжений, превышающих динамический предел текучести материала изделия.

Однако известный способ имеет следующие недостатки, Практика проведения способа показывает, что создание ударных волн с амплитудой напряжения, превышающей динамический предел текучести материала изделия требует применения зарядов достаточно большой мощности, что не всег1763496

15 да приемлемо из-за возможности повреждения других деталей, закрепленных на изделии, а уменьшение мощности зарядов приводит к снижению эффективности всего способа снятия напряжения и стабилизации формы иэделий.

Целью изобретения является повышение эффективности снятия остаточных напряжений, Поставленная цель достигается тем, что в способе восстановления металлических изделий, включающим предварительное приведение изделия в упруго-напряженное состояние закреплением в размер, нагружение путем одновременно подрыва зарядов взрывчатого вещества, расположенных на противоположных поверхностях стенки изделия, между поверхностями и зарядами взрывчатого вещества размещают материал с акустической жесткостью, превышающей акустическую жесткость" материала изделия.

Способ восстановления металлических изделий реализован следующим образом.

Производят восстановление формы вакуумной камеры, состоящей из двух частей— верхней и нижней, каждая представляет собой полусферу, изготовленную штамповкой из листа стали 16ГС толщиной 12 мм, которая крепится с помощью сварки к внутренней стороне кольца из стали 16ГС наружным диаметром 1800 мм, шириной Н

= 140 мм и толщиной 1 = 18 мм. При этом в обе полусферы вакуумной камеры было вмонтировано более 10 различных деталей (патрубки, штуцеры, трубки), некоторые из них располагались вблизи размещенных на вспомогательных кольцах зарядов взрывчатого вещества.

В результате сварки полусферы с кольцом, внешний край кольца, по всей его окружности выгнулся вверх к вершине полусферы на 3...4 мм. Y нижней части камеры в кольце (с противоположной стороны полусферы) дополнительно изготовлен кольцевой паз прямоугольной формы 5х5 мм под прокладку из вакуумной резины, который также внес свой вклад в исправление кольца. Обе части камеры должны соединяться по плоскости колец, однако в результате их изгиба зазор между краями колец достигал величины 8 мм, при норме

1,0 мм. С целью получения плоскостности соединяющихся между собой обоих колец частей камеры были изготовлены два вспомогательных кольца толщиной 5 мм и шириной К = 140 мм (равной ширине колец. камеры) из стали 08Х18Н10Т, у которой акустическая жесткость превышает акустическую жесткость материала колец — камеры—

55 стали 16ГС. Эти вспомогательные кольца одевались через полусферы до контакта с кольцами матрицы, затем кольца обеих частей камеры совместно с расположенными на них вспомогательными кольцами, прижимными приспособлениями выставлялись в размер, т.е. до полного выбора зазоров между плоскостями колец камеры и вспомогательных колец. После этого на поверхности вспомогательных колец по всей окружности располагали заряды взрывчатого вещества, например, из высокодисперсного ТЭНа, которые затем одновременно подрывали по всему кольцу с помощью детонирующего шнура. В результате подрыва зарядов взрывчатого вещества по металлу вспомогательных колец и далее по металлу колец камеры навстречу друг другу пойдут ударные волны, при встрече ударных волн их амплитуды (давления на фронте) складываются, что позволяет выравнивать давление по толщине обоих колец. Отметим, что оба кольца камеры изготовлены из одного материала (Ст 16ГС), поэтому переход ударных волн из одного кольца камеры в другое происходит без изменения их основных свойств. После прохождения ударных волн сквозь друг друга и достижения ими границ раздела "вспомогательные кольца (Ст

08Х18Н10Т) — кольца камеры (Ст 16ГС)" в силуусловия, что акустическая жесткость Ст

08Х18Н10Т больше, чем Ст 16ГС, назад в материал колец камеры отразяться также ударные волны и этот процесс многократно повторяется до полного затухания ударных волн. Циркуляция (многократное прохождение) ударных волн по материалу колец камеры обеспечивает полное снятие остаточных напряжений, появляющихся в результате механической обработки, сварки и т.п„а также наведенных напряжений, возникающих после закрепления изделия в размер.

После удаления прижимных приспособлений плоскостность колец обеих частей камеры не превышала 1,0мм и удовлетворяла требованиям нормативной документации.

Эффективность предлагаемого метода позволила подобрать параметры зарядов врывчатого вещества так, что после их подрыва каких-либо повреждений указанных выше деталей обнаружено не было. Это позволяет производить обработку изделий сложной конструкции, что в свою очередь расширяет сортамент обрабатываемых изделий.

Использование способа восстановления металлических изделий обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

1763496

Составитель И. Иконникова

Техред М.Моргентал Корректор С. Лисина

Редактор Н. Козлова

Заказ 3430 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 — за счет циркуляции ударных волн по материалу обрабатываемых изделий существенно повышается эффективность снятия остаточных и наведенных напряжений, что в свою очередь позволит варьировать параметры заряда взрывчатого вещества (мощность, вес, плотность и т.д.), и как следствие, обрабатывать изделия сложной конструкции, т.е. существенно расширить сортамент обрабатываемых изделий.

Формула изобретения

Способ восстановления металлических иэделий, включающий предварительное приведение изделия в упругонапряженное состояние закреплением в размер, нагружение путем одновременного подрыва зарядов взрывчатого вещества, расположенных на противоположных по5 верхностях стенки изделия, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности снятия остаточных напряжений, между поверхностями и зарядами взрывчатого вещества размещают матери10 ал с акустической жесткостью, превышающей акустическую жесткость материала изделия.