Способ магнитно-импульсной тепловой обработки металлической заготовки

 

(19)SU(11)758623(13)A1(51)  МПК ⁶    _B21D26/14(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано в авиационной, судостроительной, атомной и других отраслях пpомышленности. Известен способ магнитно-импульсной обработки металлических заготовок, основанный на взаимодействии магнитных полей, получаемых при пропускании через индуктор импульсного тока. Известен также способ при котором заготовку, нагретую до плавления или размягчения газовым пламенем, электрической дугой или током высокой частоты, деформиpуют давлением импульсного магнитного поля. Однако этот известный способ обработки имеет низкий КПД, так как нагрев заготовки оказывает двойное влияние на процесс ее деформирования. С одной стороны, увеличение температуры заготовки улучшает ее механические характеристики: снижает предел текучести материала, повышает ее пластичность. С другой стороны, увеличение температуры заготовки ухудшает ее электрические характеристики: увеличивает электрическое сопротивление материала, глубину проникновения магнитного поля в материал заготовки (толщину скин-слоя), т.е. увеличивает величину эквивалентного зазора между источником магнитного поля и заготовкой, что снижает величину давления, возникающего в процессе взаимодействия магнитного поля и тока, протекающего по заготовке. Кроме того, увеличение глубины проникновения магнитного поля в материал заготовки может привести к недоштамповке заготовки, вследствие просачивания магнитного поля через стенку заготовки и возникновения явления "магнитной подушки". Цель изобретения повышение КПД процесса деформирования металлической заготовки. Цель достигается тем, что в способе, заключающемся в нагреве заготовки и последующем ее деформировании давлением импульсного магнитного поля, нагрев осуществляют со стороны, противоположной приложению давления импульсного магнитного поля, на глубину не более толщины заготовки за вычетом толщины ее скин-слоя. Нагрев заготовки на определенную глубину позволяет понизить предел текучести, т.е. повысить пластичность основной массы металла, т.к. при комнатной температуре глубина проникновения магнитного поля в металл в основном незначительна, не увеличивая глубины проникновения магнитного поля (толщины скин-слоя) и электрического сопротивления материала. П р и м е р. Для экспериментальной проверки были изготовлены трубчатые образцы из алюминиевого сплава Д16Т с наружным диаметром 60 мм и толщиной стенки 3 мм. Нагрев наружной поверхности трубчатого образца производился источником тока высокой частоты (ламповый генератор ЛПЗ-67) до 210^оС, при этом температура внутренней поверхности оставалась в пределах 20-30^оС. Раздача заготовок пpоизводилась на магнитно-импульс- ной установке при рабочей частоте разряда 11 кГц, толщине скин-слоя 0,8 мм и энергии разряда 4,0 кДж. При этом перемещение стенки заготовки cоставило 2,7 мм. При раздаче полностью нагретой заготовки той же энергией разряда (4,0 кДж) перемещение стенки заготовки, вследствие увеличения величины активного сопротивления скин-слоя, и увеличения эквивалентного зазора, составило 2,4 мм. Кроме того, применение нагрева на глубину не более толщины стенки заготовки за вычетом толщины скин-слоя позволило снизить затраты энергии на нагрев на 10-12%
Таким образом, изготовление деталей по предложенному способу экономически целесообразно, так как позволяет снизить затраты энергии на нагрев (в данном случае на 10-12%) и при одной и той же величине энергии разряда получить большие степени деформации заготовок (в данном случае на 11%).

Формула изобретения

СПОСОБ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ, заключающийся в нагреве заготовки и последующем ее деформировании давлением импульсного магинтного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД процесса дефомирования, нагрев заготовки осуществляют со стороны, противоположной приложению давления импульсного магнитного поля, на глубину не более толщины заготовки за вычетом толщины ее скин-слоя.