СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДРОБИ Российский патент 1998 года по МПК C21D1/04 

Изобретение относится к металлургии и машиностроению, а именно к способам повышения долговечности стальной и чугунной дроби, используемой для дробеметной и дробеструйной очистки литых изделий и деталей после горячей пластической деформации, а также для дробеструйного поверхностного упрочнения деталей.

Известны способы повышения долговечности дроби, заключающиеся в ее термической обработке (закалка, отпуск), выполняемой в том числе в среде защитных газов.

Недостатком известных способов является невысокая стойкость и большой расход дроби вследствие ее недостаточной пластичности и сопротивления ударным и контактным нагрузкам.

Известна установка для упрочнения шаров, в которой раскрыт способ, где упрочнение включает закалку с наложением магнитного поля. [1]
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному способу является способ обработки, включающий в себя воздействие на изделие импульсным магнитным полем с заданными параметрами напряженности магнитного поля, частотой и формой импульса. [2]
Недостатком этого способа является необходимость экспериментального установления режимов магнитно-импульсного упрочнения, определяемых составом и структурой материала.

Обработка известными режимами приводит к раскрытию внутренних дефектов, а получаемые при этом свойства характеризуются недостаточной вязкостью и низким сопротивлением хрупкому и динамическому (ударному) разрушению, что существенно снижает ресурс дроби, увеличивая ее расход.

Задачей изобретения является увеличение ресурса дроби за счет направленного изменения свойств, приводящих к повышению сопротивления хрупкому разрушению, повышению контактной прочности и износостойкости, обеспечению стабильности свойств за весь период эксплуатации.

Это достигается тем, что в известном способе [2] магнито-импульсной обработки воздействие поля на стальную и чугунную дробь, помещенную в контейнер, производится в зависимости от материала дроби с напряженностью 2•10⁴ - 9•10⁴, частотой 600 - 1000 Гц и длительностью импульса 1/2π-π период частоты.

Использование таких режимов обеспечивает направленное изменение свойств дроби, в результате чего долговечность дроби увеличивалась в 1,4 - 1,6 раза, а расход на дробеструйную обработку литья сократился на 35 - 40%.

Дробь, применяемая для обработки деталей (очистка деталей, дробеструйный наклеп), может быть как стальной, так и чугунной. Чугунная дробь в процессе производства которой происходит отбел чугуна с получением структуры ледебурита имеет твердость HRC 62-64. Стальная закаленная дробь имеет структуру мартенсита и твердость HRC более 56.

В связи с различным составом и структурным состоянием дроби были проведены исследования по установлению оптимальных режимов магнитно-импульсной обработки. Исследовалось изменение параметров кристаллической решетки, межплоскостных расстояний, наличие дефектов - микропор, микротерщин. Измерения показали, что параметр решетки феррита, входящего в состав ледебурита чугуна, уменьшился после магнито-импульсной обработки на 15 - 20%. Это свидетельствует о возникновении в чугунной дроби сжимающих напряжений. В стальной дроби со структурой мартенсит плюс карбиды уменьшилась тетрогональность мартенсита, что показывает на снятие напряжений в мартенсите.

Влияние магнитно-импульсной обработки на ресурс дроби определялось в лабораторных условиях на шаровых мельницах. Полученные результаты показали, что после магнитно-импульсной обработки с напряженностью поля 2•10⁴ - 9•10⁴ А/м, частотой 600 - 1000 Гц, длительностью импульса 1/2π-π периода частоты при крутом переднем и пологом спадающем фронте напряжения выход фракции + 0,5 уменьшился на 20 - 40%. Обработка каждой пробы дроби на шаровых мельницах проводилась в течение трех часов.

На основе проведения исследований установлено, что в результате магнитно-импульсной обработки повышается сопротивление стальной и чугунной дроби хрупкому разрушению при ударном и контактном нагружении.

Обработка чугунной дроби по этому способу осуществляется на Бежицком сталелитейном заводе (г. Брянск). Чугунную дробь помещают в солиноид и воздействуют импульсным магнитным полем с напряженностью 3,75•10⁴ А/м, частотой 700 Гц и длительность импульса 3/4π периода частоты. Способ обеспечивает снижение расхода дроби при обработке 1 т литья с 35 до 22 кг.

Источники информации
1. М. Л. Берштейн Термомагнитная обработка стали. Металлургия, 1968, с. 9, 11, 13, 42-45.

2. Шахова К. И., Ступников В.П. Ивахник В.Г., Родина Т.Н. Способ обработки инструмента. Патент N 2009210. Приоритет от 6.04.92. Бюл. N 5, 15.03.94.

Использование: изобретение относится к металлургии и машиностроению, а именно к способам повышения долговечности стальной и чугунной дроби, используемой для дробеструйной и дробеметной очистки литых изделий и деталей после горячей пластической деформации, а также для дробеструйного поверхностного упрочнения деталей. Сущность: дробь обрабатывают импульсным магнитным полем напряженностью 2 • 10⁴ - 9 • 10⁴ А/м, с частотой 600 - 1000 Гц в течение 1/2π-π периода частоты. Техническим результатом является увеличение ресурса дроби за счет направленного изменения свойств.

Способ обработки дроби, включающий воздействие импульсным магнитным полем с заданными напряженностью, частотой и длительностью импульса, отличающийся тем, что воздействуют магнитным полем напряженностью 2 • 10⁴ - 9 • 10⁴ А/м, с частотой 600 - 1000 Гц в течение 1/2π-π периода частоты.