Способ обработки изделий Советский патент 1985 года по МПК C21D1/04 

(Л

С

оь

Изобретение относится к обработке металлических изделий, в частности литых, закалешгых, обработанных резанием, сварных и паяных, из обычных, высокопрочных и труднодеформнруемых (малопластичных) металлов и сплавов как магнитных, так и немаг нитных для снижения внутренних деформашш и напряжений вибрационной обработкой в ме таллургической промышленности, машиностроении, сварочном производстве и приборостроении. Цель изобретения - снижение остаточных напряжений. На процесс пластической деформации кристаллической решетки нагруженного металла со своим электрическим полем влияет ряд внешних факторов, в том числе и внешнее электрическое поле. Пластичность ион электронной решетки металлов обусловлена наличием коллективизированных электронов, а механизмом пластической деформации с)ужит то или иное перемещение различного рода дислокаций, обладающих электрическим зарядом и взаимодействующих между собой, а так же с включениями и примесными атомами, которые тоже могут иметь определегтый заряд. В металлах, в об ласти пластической деформации, когда под действием знакопеременных нагрузок, т. с. механической вибрации, дислокации вынуждены перемещаться по кристаллической решетк прикладываемое электрическое поле или элек трический ток способствует облегчению пластической деформации. Электрический ток aKTJiBHO влияет на дислокациот ый процесс пластической деформации как магнитных, так и немагнитных металлов в нагруженном состоянии. Увеличение пластичности осуществляется за счет использования механизма взаимодействия свободных электронов и дислокаций металла. Указанный механизм имеет место при действии на напряженный выше предела текучести металл любым видом электрического тока. Однако при согласовании частот пиковых импульсов тока и механической вибрации по максимальным значениям, в виду повышенной пластичности металла изделия, процес снижения остаточных деформаций и напряжений значительно возрастает и достигает 8090%, например при условии, что плотность тока 420 А/мм и длительностью импульсов 10 с, а частота механической вибрации резо нансная. Пропускание импульсного тока через изделие, нагруженное выше предела текучести механической выбрацией, возбуждает дополнительные упругие колебания в металле, что ,тоже способствует процессу снижения остаточных деформаций и напряжений. При обработке изделий большой жесткости, а также изделий из труднодеформируемых металлов и сплавов исключе1а 1 возможности трешинообразования ввиду повышения пластичности металла изделия. Пример. Виброобработка производиась на виброустановке У-912 с дипазоном частот 1-0 Гц и толкаюим усилием 1 тс. В качестве источника питания для создания необходимого импульса тока использовалась батарея конденсаторов типа МБМ с устройством, позволяющим синхронно пропускать импульсы тока в момент наибольшего нагружения сварной конструкции. В процессе виброобработки образцов из стали СтЗ в форме пластин размером 30 х 700 мм и толщиной 5 мм пропускали импульсы тока плотностью 120-750 длительностью гфотекания тока порядка . В таблице приведены результаты измерений остаточнь1х напряжений и режимы обработки по предлагаемому (эксперименты № 1-6) и иэвестному способам. Снижение плотности импульса тока ниже 120 А/мм, как и его увеличение выше 750 А/мм, не дает ощутимого повышения эффективности снижения остаточных напряжений. Наилучший эффект получается при обработ, ке пластин с наплавленным валиком при плотности тока 420 А/мм и длительности с, при этом уровень остаточных напряжений снижается на 87% по отношению к первоначальному. Использование предлагаемого способа снятия остаточных напряжений позволяет значительно полнее снимать остаточные напряжения до 80-90%; исключить трещинообразование в изделиях большой жесткости, а также в изделиях из труднодеформируемых (малопластичных) металлов и сплавов; упростить конструкцию для осуществления способа; сократить время обработки.