Способ для испытания штамповых материалов на износ и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01N3/56 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для лабораторных испытани штамповых и других материалов, работающих в условиях циклических силовы и тепловых нагрузок.

Целью изобретения является повышение достоверности и качества испытания.

На фиг. 1 представлено устройство для осуществдения предлагаемого способа, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство на стадии первого цикла испытания крайнее положение; на фиг. 4 - то же диаметральное положение; на фиг. 5 - стадия внедрения образца в контробразец; на фиг. 6 - то же, на этапе приложения колебательного движен ия к контробразцу.

Устройство для осуществления предлагаемого способа (фиг. 1) состоит из маятникового механизма 1, в котором выполнены паз 2 под контробразец размером t и посадочные гнезда 3 под испытуемые образцы. Колебательное движение образц у и степень его внедрения задают через эксцентриковое устройство 4. Поступательное перемещение и колебательное движение контробразца осуществляет захватньй механизм 5. Нагрев образцов проводят путем пропускания электрического тока от трансформатора 6 через контробразец. Стабильность результатов износа обеспечивается за счет одновременного испытания нескольких образцов, условия трения (скорость скольжения, температура и величина удельной нагрузки) которых идентичны в заданном отрезке времени.

Способ осуществляют следующим образом.

При небольших смещениях металла- поковки 0,02 первоначально измеряют величину электрического сопротивления контакта при обеспечении контакта под воздействием образца 7 на контробразец 8 с максимальным усилием, равным сумме собственного веса образца и половины веса маятникового механизма.

Далее, .отводя маятник на исходную позицию и возвращая его, создают рузку и внедрение испытуемого образ ца 7 в контробразец 8 до тех пор, пока переходное сопротивление не достигнет постоянной величины, после че

наг

10

20

25

ке нийовых

шеавооиетия, же, - к

едоецод детрауаеььб-о опи7 сиоуюз осче30

35

40

45

50

аг- 55

го прекращают внедрение образца в контробразец. Это условие обеспечивает получение постоянной фактической площади контакта между образцом и контробразцом, позволяет имитировать преобладание адгезионно-механического вида износа, наблюдаемое в реальных условиях щтамповки между поковкой и инструментом, и повышает стабильность результатов испытания.

После первого цикла испытания (фиг. 3 и 4) и возвращения маятникового механизма в нейтральное положение (фиг. 1) захватный механизм 5 перемещает контробразец 8 поступательно по направлению стрелки Б и цикл испытания повторяется на новой поверхности контакта.

При больших смещениях металла поковки , 0,02 осуществляют одновременно внедрение образца 7 в - контробразец 8 и поступательное перемещение контробразца в направлении стрелки Б, увеличивая контактный путь трения. Однако в процессе такого трения образца 7 перед ним образуется нарастающая волна металла контробразца 8. В результате про«сходит отклонение усилия трения от начального значения и появляются неточности показаний величины износа образцов. По- задают колебательное движение контробразцу по стрелке В в момент отклонения усилия трения от начально го значения и совершают деформирование волны металла, устраняя отклонение от начального значения усилия трения.

Пример. Испытывали образцы из штампового материала 4 5В2ФС ф 10 мм и длиной 20 мй и контробразец из никелевого сплава ЭЙ 929 размером 25 25x500 мм. Размер паза маятника мм.

Перед началом испытания провели замер величины переходного электрического сопротивления при статическом воздействии образца на контробразец на установке ИМАШ 20-75.

Измерение проводили одновременно при контакте двух образцов с, контробразцом и наклоне маятника по часовой стрелке Г (фиг. 3), затем двух других образцов при наклоне маятника против часовой стрелки Д.

Усилие воздействия образцов на : контробразец в начальный период составляло 2 кг 800 г и складывалось из

собственного веса образцов и половины веса маятника (2 кг 780 г). Указанное усилие воздействия позволило сблизить контактируемые тела, не вызывая деформации микронеровностей и схватывания поверхностей. При этом величина переходного электрического сопротивления составила 0,95 см. При динамическом внедрении со скоростью 0,3 м/с (скорость близка к эксплуатационной при штамповке на кривошипном прессе) также определяли изменение переходного сопротивления контакта. При достижении переходного сопротивления контакта постоянной величины, равной 0,01 Ом, прекращали внедрение. Это позволило иметь постоянную величину фактической площади контакта (70 мм при контурной площади 100 мм) и стабильность результатов эксперимента при небольших смещениях металла поковки относительно гравюры штампа (отклонение весового износа образцов составило не более 0,005 ч).

Испытание проводили при нагреве контробразца до 1180°С путем пропускания через него электрического тока

от источника питания (фиг. 1).

f

Испытывали подобные описанным выше образцы и контробразцы. Температура нагрева контробразца . Удельная нагрузка 20 кг/мм. В начале поступательного движения образца по контробразцу удельное усилие трения составляло 11 кг/мм, по мере образования волны металла перед образцом и отклонения удельного усилия трения до 16-17 кг/мм осуществляли захватным механизмом колебательное движени контробразца до восстановления первоначального удельного усилия трения, т.е. 11 кг/мм. Это позволило получить стабильные результаты на износ и повысить их достоверность (отклонения по результатам износа при одних и тех же условиях испытания составило не более 0,005 г/мм -ч).

5

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

1.Способ для испытания штамповых материалов на износ, заключающийся в циклическом силовом воздействии образца из штампового материала на контробразец из материала поковки и определении условий трения, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности исследуемых параметров, воздействие образца на контробразец производят усилием, не превьпиающим по величине предел текучести материала контробразца, и производят измерение величины электрического сопротивления контакта, затем после разгрузки контробразца воздействие повторяют до достижения электрического сопротивления контакта постоянной величины, после чего последний цикл повторяют до появления продуктов износа образца.

2.Способ по п. 1,-отличающий с я тем, что дополнительно производят комбинированное движение контробразца в виде его поступательного перемещения к образцу с приложением к нему колебательного движения в направлении внедрения образца

с частотой, равной частоте отклонения электрического сопротивления контакта, повторяя колебательное движение до появления продуктов износа образца.

3.Устройство для испытания щтам- повых материалов на износ, содержащее приводной маятниковый механизм, захватный элемент для крепления контробразца, а также узел крепления образцов с посадочными гнездами, отличающе е ся тем, что в маятниковом механизме выполнен сквозной паз под контробразец, при этом стенки маятникового механизма, ограничивающие его по высоте, находятся на уровнях поверхностей, ограничивающих посадочные гнезда, а последние размещены симметрично относительно осей симметрии указанного паза.

0

Фиг.1

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к испытанию штамповых материалов на износ. Цель - повьшение достоверности исследуемых параметров. Воздействие образца на контробразец (К) производят усилием, не превышающим по величине предела текучести материала К, и производят измерение величины электрического сопротивления контакта. После разгрузки К воздействие повторяют до достижения электрического сопротивления контакта постоянной величины. Последний цикл повторяют до появления продуктов износа образца. Дополнительно производят комбинированное движение К в виде его поступательного перемещения к образцу с приложением к нему колебательного движения с частотой, равной частоте отклонения электрического сопротивления контакта. Устройство для испытания выполнено в виде маятникового механизма с пазом под К. Высота паза обеспечивает контактирование образцов и К. Степень износа образца из штам- пового материала определяют путем замера величины электрического сопротивления контакта образца и К, повторяя контакт и внедрение до появления продуктов износа образца. К сообщают колебательное движение при его контакте с образцом. 2 с.п. и 1 з.п. ф-лы. 6 ил. л Од со ND 4 { О

0t/8.J

Фиг. if

Фиг. 6