Способ оценки термостойкости инструмента Советский патент 1992 года по МПК G01N3/60 

е

I F 1 1 О

It

ел

Изобретение относится к температурным испытаниям изделий, преимущественно к методам оценки термостойкости инструмента. Целью изобретения является повышение точности оценки термостойкости инструмента и его качества. Перед проведением испытаний цилиндрические образцы из материала инструмента подвергают одному из видов упрочняющей обработки При испытаниях образцы подвергают лазерному нагреву со стороны торцов, регулируют мощность и плотность излучения лазерного источника, затем образцы охлаждают, а о термостойкости судят по количеству циклов нагрева и охлаждения до появления в материале термоусталостных трещин. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

6 ГУЛ

q

г

ю

:VI О i 10

кэ

Јь

Изобретение относится к температурным испытаниям изделий, преимущественно к методам оценки термостойкости инструмента.

Известны способы оценки термостойкости инструмента путем ее испытаний токами высокой частоты (Бельский Е.И. Стойкость кузнечных штампов. Минск: 1975, с.95-100).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ оценки термостойкости инструмента (а.с. № 1456841, кл.СО N3/60), заключающийся в том, что материал инструмента подвергают циклическому лазерному нагреву с последующим охлаждением и фиксируют появление в материале термоустэлостных трещин.

Однако известный способ не учитывает всех факторов, влияющих на определение термостойкости, что в значительной мере влияет на качество инструмента. Низкая до- стооерность оценки термостойкости обусловлена тем. что в известном спосоое лазерному нагреву подвергают кромку реального инструмента, в связи с чем образовавшиеся трещины отражают не истинную термостойкость инструмента, а лишь термостойкость его локальных зон, подверженных нагреву.

Целью изобретения является повышение точности оценки термостойкости инструмента и его качества..

На чертеже приведена установка для реализации способа.

Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известного способа оценки термостойкости инструмента, в предлагаемом способе термоциклировэнию подвергают цилиндрические осрззцы материала инструмента предварительно подверженные одному 3 видев упрочняющей обработки, нагрев каждого образца осуществляют со СТОРОНЫ одного из его торцов, при этом сол метение мощности и плотности излучения лазерного источника определяют по Формуле, полученной экспериментальным путем.

q 6.1-Р/К.

где q - плотность лазерного излучения, к Вт/см2;

Р - мощность лазерного излучения в диапазоне 1,0-2.7 кВт:

К - размерный коэффициент площади образца, см ,

а диэметр пятнз излучения устанавливают еычю ,05 диаметра образца, вследствие того, что при диаметре пятна излучения, меньшем 1.05 диаметра образца, не исключен выход на торцовую поверхность отпущенных зон. появление которых ведет Y искажению результатов исследований.

Способ заключается в следующем. Изготовленные цилиндрические образцы из материала инструмента подвергают термической обработке с последующей

шлифовкой их торцовых поверхностей. Затем каждый из образцов подвергают одному из видов упрочняющей обработки, например цементации или азотированию, бориро- ванию, хромированию и нитроцементации

0 Упрочняющая обработка сводится к поверхностному упрочнению торцов цилиндрических образцов.

Исследуемые образцы 1 фиксируют в кассете, выполненной из двух дисков 2 и 3.

5 С помощью крепежного элемента 4 и переходной втулки 5 кассету с образцами устанавливают на валу двигателя 6. Источником нагрева образцов служит лазер 7 непрерывного режима генерации излучения, напри0 мер лазер ЛТ-1. Линзой 8 осуществляют фокусировку пятна излучения, устанавливая величину его диаметра выше 1,05 диаметра образца. Электрическая часть схемы установки включает тумблер 9. контактно разо5 мкнутый элемент 10 и счетчик 11 циклов.

При вращении кассеты образцы периодически пересекают лазерный луч, подвергаясь нагреву со стороны торцов. Затем образцы попадают в ванну с водой, подвер0 гаясь охлаждению, после чего их обдувают сжатым воздухом для подготовки к очередному лазерному нагреву. Один полный оборот кассеты составляет один термоцикл. Критерием термостойкости служит чис5 ло термоциклов до появление аервых тер- моусталостных трещин.

Испытания, проведенные на образцах и; стали ЗХЗМЗФ, показали, что первые термо- усталостные трещины позже всего появляются

0 на образцах. подвернутых борированию. Однако, в материалах упрочненных посредством хромирования, трещины развиваются медленнее, ч: о позволяет рекомендовать хромирование для повышения стойкое™

5 инструмента, эксплуатируемого в условия циклических термических воздействий.

Предлагаемый способ позволяет обосновать целесообразность применения тоге или иного вида упрочения, повысить досто0 верность результатов оценки термостойкости инструмента, а также осуществив наиболее близкое моделирование теплово го режима эксплуатации инструмента. Формула изобретения

с я тем, что, с целью повышения точности, термоциклированию подвергают цилиндрический образец материала, нагрев которого осуществляют со стороны одного из его торцов, при этом соотношение мощности и плотности излучения лазерного источника определяют по зависимости:

,1 -P/K.

где q - плотность лазерного излучения, кВт/см2;

Р - мощность лазерного излучения в диапазоне 1,0-2,7 кВт;

К - размерный коэффициент площади образца, см ,

а диаметр пятна излучения устанавливают выше 1.05 диаметра образца.

3. Способ по п.2. отличающийся тем, что упрочняющую обработку образцов осуществляют посредством цементации или азотирования, борирования, хромирования и нитроцементации.