Способ магнитно-абразивной обработки деталей из немагнитных, преимущественно титановых,сплавов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Респубпик (»)895626 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 26.11.79 (21) 2843314/25-08 с присоединением заявки йе (23) Приоритет

Опубликовано 07. 01. 82 . Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 10. 01. 82 (51)М. Кд.

В 24 В 31/10

ГосударстваныН конитет

СССР ао делан иаоорвтвннл и открытия (53) УДК 621. 771.02 (088.8) 1

Ф.Ю. Сакулевич, Л.Н. Кравченко, Л.M. Кожуро, С.С. Макаревич, П.С. Кислый и Г.Д. Наливка

-J

Физико-технический институт АН Белорусс ой ССР и Институт сверхтвердых материалов AH Украинскои ССР 72) Авторы, изо,бретення (71) Заявители (54) СПОСОБ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ

ДЕТАЛЕЙ ИЗ НЕМАГНИТНЫХ,ПРЕИМУЦЕСТВЕННО

ТИТАНОВЫХ, СПЛАВОВ

Йзобретение относится к области обработки деталей ферромагнитными абразивными порошками в магнитном поле и предназначено для финишной обработки поверхностей деталей иэ немагнит5 ных вязких материалов, в частности, для обработки титановых сплавов.

Известны материалы для магнитноабразивной обработки на основе железа, включающие тугоплавкие соединения в виде карбидов боридов или силицидов металлов (1

Известные материалы обладают недостаточно высокими прочностными и абразивными свойствами, в процессе обработки происходит выкрашивание абразивного компонента из железной основы и шаржирование обрабатываемой поверхности. Все это не позволяет обеспечить высокое качество и производительность при обработке вязких материалов.

Известен способ, реализованный с помощью устройства магнитно-абразивной обработки деталей из немагнитных материалов ферромагнитными абразивными порошками на основе железа и тугоплавких соединений в магнитном поле, при котором деталь устанавливают с рабочим зазором относительно полюсов магнитов и задают детали и полюсам рабочие движения (2).

Недостатком известного способа магнитно-абразивной обработки является невозможность качественной обра ботки титановых сплавов и других не магнитных вязких материалов в связи с малой производительностью обработки и низким качеством обработанной поверхности, так как обработка производится с пониженными режимами реза" ния ферромагнитными абразивными порош ками с низкими прочностными свойствами.

Целью изобретения является повышение производительности обработки деталей из титана и титановых спла895626 вов и улучшение качества обработанной поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве тугоплавких соедине" ний ферромагнитных абразивных порошков используют твердые растворы карбидов переходных металлов Vt группы периодической системы в карбидах переходных металлов !Ч и V групп, а величину магнитной индукции в рабочем зазоре выбирают в пределах 1,01,2 Т, скорость резания в пределах

1,6-2,0 м/с, подачу — в пределах

0,003-0,004 м/с, зернистость порошка в пределах 100-200 мкм.

Для осуществления предлагаемого способа применяют ферромагнитные абразивные порошки, включающие железо и тугоплавкие соединения при следующем их соотношении, об.4:

Тугоплавкие соединения 15-35

Железо Остальное

При этом тугоплавкие соединения представляют собой твердые растворы карбидов переходных металлов Vt группы периодической системы (Cr, Vo, И) в карбидах переходных металлов 1Ч (Ti, Zr, Н() и Ч (V, Nb, Та) групп при следующем соотношении компонентов, об.3:

Карбиды переходных металлов Ч1 группы 30-40

Карбиды переходных металлов IV, Ч групп 70-60

Ферромагнитные абразивные порошки такого состава обладают прочностными свойствами (Р 2700-4500. г/эерно) более высокими, чем известные порошки с индивидуальными карбидами (Р =

= 950-2300 г/зерно; приведенные цифры характеризуют прочность зерна на раздавливание). -Такие порошки характеризуются высокими абразивными свойствами, отсутствием выкрашивания абразивного компонента из железной основы, отсутствием шаржирования обрабатываемой поверхности и т.д., что позволяет применять оптимальные режимы обработки, приводящие к повышению производительности процесса и улучшению качества обрабатываемой поверхности. Описываемые режимы обработки (магнитная индукция B = 1,0-1,2 Т, скорость резания V = 1,6 - 2,0 м/с, подача S = 0,003-0,004 м/с) являются оптимальными при магнитно-абра" ! зивной обработке деталей из титановых сплавов.

При магнитной индукции меньше

1,0 Т абразивная щетка, образующаяся в магнитном поле из зерен ферромагнитного абразивного порошка, не обладает достаточной жесткостью, ее абразивные свойства низки и она не обеспечивает необходимую производительность процесса обработки и оптимальную шероховатость поверхности.

10 При магнитной индукции больше

1,2 Т абразивная щетка не обладает достаточной эластичностью, ее режущие свойства снижаются за счет уменьшения миграции зерен порошка в рабочем

15 зазоре, что приводит к снижению производительности процесса обработки.

При скоростях резания Ч с1,6 м/с процесс магнитно-абразивной обработки является малопроизводительным из29 за уменьшения количества слоев металла, снимаемых в единицу времени, При скоростях V > 2,0 и/с происходит интенсивный выбор зерен из рабочего зазора, кроме того, большинство зе25 рен порошка не вступает в контакт с обрабатываемой деталью поскольку вся масса зерен не успевает перемешиваться. Это снижает производительность процесса обработки. зо При подаче S (0,003 м/с процесс магнитно-абразивной обработки являетcR малопроизводительным вследствие обработки малых площадей поверхности детали в единицу времени, а при

S > 0,004 м/с не обеспечивается нужная шероховатость поверхности.

При зернистости порошка (100 мкм снижается производительность процесса резания, т.к. уменьшается объем

4О ферромагнитной составляющей зерна, что приводит к уменьшению воздействия магнитных сил на зерно и уменьшению абразивного воздействия зерна на обрабатываемую поверхность. При зер45 нистости A T 200 мкм абразивные (режущие) свойства зерна возрастают, но уменьшается суммарная площадь контакта с обрабатываемой поверхностью, что приводит к увеличению шероховатости поверхности и снижению производительности.

В связи с тем, что при магнитноабразивном полировании при указанных режимах температура в зоне резания не превышает 120-200 С, предлагаемый

55 способ позволяет улучшить качество поверхностного слоя деталей за счет отсутствия прижогов поверхности, от" сутствия труднообрабатываемых окис895626 Ь ром относительно полюсов магнитов и задают детали и полюсам рабочие движения, отличающийся тем, что, с целью повышения производиS тельности обработки и улучшения качества обрабатываемой поверхности, в качестве тугоплавких соединений ферромагнитных абразивных порошков используют твердые растворы карбидов

1О переходных металлов Vl группы периодической системы в карбидах переходных металлов lV u V групп, а величину магнитной индукции в рабочем зазоре выбирают в пределах 1,0-1,2 Т, скоl5 рость резания — s пределах 1,6—

1,0 м/с, подачу — в пределах 0,0030,004 м/с.

2. Способ по и, 1, о т л и ч а юшийся тем, что зернистость фер"

® .ромагнитного абразивного порошка выбирают в пределах 100-200 мкм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коновалов E.Ã,. Сакулевич Ф.Ю. фф Основы электроферромагнитной обработки". Минск, "Наука и техника", 1974, с. 53.

2. Авторское свидетельство СССР

N 396253, кл. В 24 В 31:/1 О, 1971 зв (прототип) . лов, нитридов и оксини,ридов титана, образующихся при температурах свыше

500 С.

В качестве примера применения споа соба были обработаны искусственные клапаны сердца из титанового сплава

ОТ4 d 40 мм, толщиной 3 мм.

Результаты обработки показали, что по сравнению с известным предлагаемый способ позволяет в 10-15 раэ повысить производительность обработки деталей из титановых сплавов и достичь шероховатости поверхности В ь, = 0,160-0,012 мкм, при этом обработанная поверхность имеет более правильный рисунок следов обработки беэ ее шаржирования,что определяет более равномерные свойства поверхностного слоя как по Физико"механическим параметрам, так и по параметрам макрои микрогеометрии поверхности.

Формула изобретения

Способ магнитно-абразивной обработки деталей из немагнитных, преимущественно титановых, сплавов ферромагнитными абразивными порошками на основе железа и тугоплавких соединений в магнитном поле, при котором деталь устанавливают с рабочим эазоТираж 881 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 11563/17 еа ° «е филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Иалхазова

Редактор Н. Коляда Техред И. Тепер Корректор М, Пожо