Способ упрочнения металлических деталей агрегатов и инструментов с помощью взрыва

 

Использование: в области металлообработки при упрочнении металлических деталей агрегатов и инструментов с помощью взрыва. Сущность изобретения: при формировании рабочей поверхности, имеющей упрочненные и неупрочненные участки, на последних размещают заряды взрывчатого вещества, которые затем подрывают. Кумулятивные выемки зарядов обращают к упрочняемым участкам. 1 табл.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано в машиностроении, горной промышленности и других отраслях деятельности.

Известен способ упрочнения металлических деталей агрегатов и инструментов с помощью взрыва, включающий размещение взрывчатого вещества на упрочняемой поверхности и последующее его инициирование.

Недостатком известного способа является упрочнение всей поверхности детали на одинаковую глубину с одинаковым градиентом твердости металла.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение неравномерной степени упрочнения поверхности детали для создания условий самозатачивания рабочих участков.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе упрочнения металлических деталей агрегатов и инструментов с помощью взрыва, включающем размещение взрывчатого вещества на упрочняемой поверхности и последующее его инициирование, при формировании рабочей поверхности, имеющей упрочненные и неупрочненные участки, используют кумулятивные заряды взрывчатого вещества, которые устанавливают, обращая кумулятивными выемками к упрочняемым участкам.

Рассмотрим использование данного способа на примере упрочнения дробящей броневой плиты дробилки СМД-117. Плита представляет собой деталь с плоскими нижней и боковыми плоскостями и рифленой верхней рабочей поверхностью. Рифты рабочей поверхности, представляющие собой дробящие, раскалывающие руду или породу элементы плиты, имеют тупой угол при вершине.

В составе дробильного узла рифты подвижной щеки входят при работе дробилки во впадины между рифтами неподвижной щеки и раскалывают куски породы, попадающие между ними.

В процессе дробления рифты истираются в наиболее нагруженных местах до основания и плита становится плоской. При этом дробилка теряет производительность, нагрузки на щеки опасно увеличиваются, качество дробилки резко ухудшается.

Упрочнение рифтов плит по известному способу увеличивает срок их службы, но процесс истираемости и потери формы аналогичны случаю неупрочненных рифтов, и в обоих случаях потеря их формы непрерывно ухудшает динамические характеристики дробилки и качество конечного продукта.

Выполнение плит в виде сборных инструментов с высокопрочными участками, совпадающими с рифтами, и низкопрочными участками, расположенными между рифтами, позволило бы кардинально изменить профиль рифта в процессе истирания. В этом случае участки между рифтами истираются быстрее рифтов и последние как бы самозатачиваются, т. е. режим работы оборудования до его полного износа более благоприятен, а качество конечного продукта выше, чем в известном способе.

Естественно, что изготовление рифтов плит в виде сборных инструментов практически невозможно и плиты отливаются целиком из броневой стали, однородные и равнопрочные.

Для создания разнопрочных участков плит по изобретению на рифты накладываются неравномерный слой ВВ, образующий по сути удлиненный кумулятивный заряд с наибольшей массой в районе вершины рифта и уменьшающийся в направлении к впадине. В районе впадины взрывчатое вещество не размещают.

Нижняя граница заряда располагается на середине стороны рифта. Согласно выполненным измерениям упрочненной зоны детали наибольшая толщина упрочненного слоя достигает 32-34 мм при обычном заряде, эффект кумуляции позволяет увеличить толщину слоя до 40-42 мм (см. таблицу).

Твердость материала детали, определяющая срок ее службы, в упрочняемой части рифта уменьшается по величине монотонно от двойного значения на вершине рифта до исходной величины на участке между рифтами.

Таким образом, созданы условия самозатачиваемости рифта броневой плиты.

Аналогичным образом формируется неравномерно-упрочненная зона материала детали в случае упрочнения плоских плит (футеровка течки дробилок), удлиненных (колосники), круглой формы, цилиндрических и конических деталей (дробящие конусы).

Cпособ формирования упрочненных частей деталей осуществляют следующим образом.

Деталь укладывают на горизонтальную плоскость упрочняемой поверхностью, например, рифтами вверх. На рифтах размещают неравномерный слой взрывчатого вещества, затем в верхней части слоя взpывчатого вещества по середине заряда прокладывается инициатор детонирующий шнур, монтируется взрывная сеть и производится подрыв зарядов взрывчатого вещества.

Пример осуществления способа.

Подвижную щеку дробилки СМД-117 последовательно формировали из броневых плит неупрочненных, упрочненных по схеме наиболее близкого аналога и упрочненных по изобретению. Плиты изготавливали из одинакового материала, и работали они до полного износа. Дробимый материал однотипный во всех трех сериях экспериментов, был представлен богатой рудой с содержанием железа 53% фракция размером 200-1500 мм.

В первой серии неупрочненные броневые плиты до полного износа продробили 700 тыс. тонн руды, во второй серии упрочненные по схеме наиболее близкого аналога броневые плиты продробили 1112 тыс. тонн руды, в третьей серии упрочненные по изобретению броневые плиты продробили 1292 тыс. тонн руды.

Формула изобретения

Способ упрочнения металлических деталей агрегатов и инструментов с помощью взрыва, включающий размещение взрывчатого вещества на упрочняемой поверхности и последующее его инициирование, отличающийся тем, что при формировании рабочей поверхности, имеющей упрочненные и неупрочненные участки, используют кумулятивные заряды взрывчатого вещества, которые устанавливают, обращая кумулятивными выемками к упрочняемым участкам.

РИСУНКИ

Рисунок 1