Способ магнитной обработки ферромагнитных изделий Советский патент 1983 года по МПК C21D1/04 

4

Изобретение относится к изысканию новых способов обработки металлов и сплавов и может использоваться t и различных областях машиностроения для повышения усталостной прочности и долговечности изделий из ферромагнитных материалов.

Известны способы воздействия на изделие электрическим и электромагнитным полями с целью торможения роста трещины, например, способ торможения растущей трещины под воздействием импульсного злектромагнитного поля (ИЭМП), Наложение такого поля способствует изменению механических свойств материала, так как импульсы Поля приводят к разряжению скоплений дислокаций и уменьшению внутренних напряжений 1 .

Недостатком.этого способа является возникновение больших магнитных давлений в процессе наложения ИЭМП, прев;ышающих предел текучести большинства материалов, а также необходимость строгой центровки соленоида :над развивающейс я трещиной и невоз можность его применения к изделиям сложной формы.

Наиболее, близким к предлагаемому по технической сугдности и достигае. JiOMy результату является способ магнитной обработки, заключающийся в положении переменного поля с частотой 50 Гц в течение 2,5 млн-. циклов 2. . . .

Недостатком этого способа является малая эффективность в увеличении долговечности изделий и б ольшая длцтельность обработки.

Цель изобретения - увеличение ус талостной прочности и долговечности при циклическом нагружении и сокращение времени обработки.

Поставленная цель достригается тем что согласно способу магнитной обработки ферромагнитных изделий путем воздействия на изделие переменным магнитным полем, изделия подвергают циклическому нагружению в упругой области и одновременно производят циклическое перемагничивание переменным магнитным полем по предельной петле гистерезиса в течение 3-15 мин с постепенным снижением напряженности намагничивающего поля до нуля.

При наличии поверхностных усталостных микротрещин частоту перемагничивания выбирают от 100 до 40000 Г

При образовании микротрещин в при поверхностных слоях или в глубине изделия частоту выбирают.от 20 до 20000 Гц,

Обработку можно производить в чередующихся продольном и поперечном магнитных полях.

Контроль качества магнитной обработки и процесса развития усталостной повреждаемости можно осуществлять, используя измерения магнитной вязкости (магнитного последействия). Если магнитная вязкость резко возрастает при эксплуатации, значит магнитная обработка, проведенная ранее. Недостаточна и перемагничивание продолжают до тех пор, пока величина магнитной вязкости не будет близка к исходному значению или не уменьшится. Время перемагничивания обычно не превышает 15 мин.

В Табл. 1 представлены результаты испытаний на долговечность образца стали 36Г2С до обработки и после магнитной обработки.

Образцы испытывают.при симметричном круговом изгибе с вращением на машине МУИ-6000 при частоте нагружения 6000 циклов в минуту.

N и живучесть образца с трещиной.

noNH долговечность образца до начала окончательного разрушения; N-ф и N. т начало- появления трещин (N - без обработки, N- после магнитной, обработки) .

В табл. 2 приведены данные после обработки в чередующихся продольном и поперечном магнитных полях.

Кроме того, на стадии начала роста усталостной трещины, микротвер дость HR, предел -выносливости (Л .и предел прочности СТц также увеличиваются после магнитной обработки (табл. 3) .

Предлагаемую магнитную обработку целесообразно применять в случае массового производства изделий, или тогда, когда увеличение долговечнос,ти не достигается известными способами при эксплуатации изделий.

Таблица 1

1. СПОСОБ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ путем воздействия на изделие переменным магнитным полем, отличающий.с я тем, что, с целью увеличения усталостной прочности и долговечности при циклическом нагружении изделий и сокращения времени обработки, изделия подвергают циклическому натружению в упругой области и одновременно производят циклическое перемагничивание переменным магнитным полем по предельной п-етле гистерезиса в течение 3-15 мин с постепенным снижени-. ем напряженности намагничивающего поля до нуля. 2.Способ по п. 1, о т-л и ч а ю.щ и и с я тем, что при наличии поверхностных усталостных микротрещин-частоту перемагничивания выбирают от 100 до 40000 Гц. 3.Способ па п. 1, отлича ющ и и с я тем, что при образовании микротрещин в приповерхностных слоях или в глубине изделия частоту перемагничивания выбирают от 20 до 20000 Гц..I 4.Способ по п. 1, отлича ю(Л щ и и с я тем, что магнитную обработку проводят в чередующихся проCZ дольном и поперечном магнитных полях.

2.75.863 298148 574011 412415 417415 362069 278889 640958 584017 423911 486344 .773925 1260269 770855 1145409 Примечание. , . . Среднее увеличениедолговечности на стадии; 56,4; 47,0.; 51,2. . 839822 49,5 40,0 44,6 1007928 61,3 52,0 57,0 1916264 58,5 48,0 52,0 Т а б л и ц а 2