Способ обработки стальных изделий Советский патент 1992 года по МПК C21D1/09 C21D1/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве стальных канатов.

Известен способ магнитной обработки материалов (1), в частности, режущего инструмента, заключающийся в магнитно-импульсной обработке материалов. При такой обработке происходит снятие остаточных напряжений в обрабатываемых изделиях и увеличение долговечности режущего инструмента.

Этому способу присущ тот недостаток, что необходимо создавать большие концентрационные поля, вследствие чего значительно рассеивается магнитный поток.

Наиболее близким является способ циклической обработки ферромагнитных материалов в переменном магнитном поле (2). Однако и этому способу присущи недостатки, заключающиеся в том, что для улучшения пластичности необходимо произвести большое количество циклов (2,5 млн), а также создать большого значения напряжения магнитного поля. Недостатком также является невозможность применения его для обработки всей рабочей поверхности элементов каната и, в первую очередь, его стальных нитей.

Целью предложения является повышение надежности и долговечности стальных канатов.

Поставленная цель достигается тем, что при способе обработки стальных изделий воздействие магнитным полем проводят импульсами разной полярности величиной, не превышающей магнитного насыщения обрабатываемой стали, при этом между импульсами осуществляют выдержку длительностью 1 - 10 с, а канат при обработке вращают в сторону, противоположную навивке и подают в магнитное поле.

Признак магнитно-импульсной обработки, которую проводят в виде импульсов разной полярности без магнитного насыщения при выдержке между импульсами 1-10 с, не обнаружен ни в одном из просмотренных источников.

СО

С

vi

ю

JOO

cj

О О

Такая обработка позволяет наиболее оптимально упаковать домены стального изделия с некоторой выдержкой, но без магнитного насыщения, домены вещества за счет релаксационных процессов в стали имеют возможность спонтанно распределить избыточную энергию по массе изделия, в результате чего устраняется максимальное число остаточных напряжений.

Указанные пределы выдержки между импульсами выбраны на основании экспериментальных данных. При выдержке между циклами 1 с стойкость канатов повышается на 130%; при дальнейшем повышении выдержки стойкость повышается и достигает максимального увеличения при выдержке 10с 156%.

При магнитно-импульсной обработке одной полярности (например, северной) происходит оптимальная установка доменов по плоскостям 010 и 001. Для устранения остаточных напряжений по плоскостям 100 необходим импульс противоположной полярности. В этом случае домены занимают самое устойчивое положение в пространстве. Взъерошивание каната путем поворота его в соленоиде против направления навивки позволяет проникнуть в поры (капиляры внутри каната) феррожидкости, в результате чего магнитное поле практически полностью снимает в нитях перенапряжение, приводящее к износу каната.

Выдержка перед размагничиванием длительностью не менее 10ч позволяет произойти внутри каната внутренним превращениям, которые необходимы для устранения локальных перенапряжений в структуре стали.

Пример. Рассмотрим упрочнение стального каната диаметром 28 мм, работающего в подъемном блоке крана КККГ(Р)-20. Для обработки применяют установку Им- пульс-86. Технология обработки заключается в следующем. Стальной канат помещают в полость соленоида диаметром 55 мм установки для магнитного упрочнения каната. Затем свободный конец каната протягивают через соленоид в направлении его оси, причем заправка каната ведется со стороны северной полярности. При работе установки канат сначала пропускают через магнитное уплотнение (с левой стороны соленоида) установки. Свободный конец зажимают фиксатором конусного типа. После протягивания каната через соленоид в полость вокруг каната заливают феррожид- - кость на основе тонкоизмельченного ,

марганца. Затем закрывают соленоид крышкой с манжетным уплотнением. При этом внутреннюю полость соленоида полностью заполняют феррожидкостью для восполнения потерь жидкости, связанной с

упрочнением каната. При перемещении каната в специальные отверстия в крышке жидкость подают под некоторым давлением, чтобы поддерживать постоянный уровень внутри соленоида. После заправки

конца каната в левой части соленоида включают зажимное устройство, которое фиксирует нити каната, прижимая их к оси, а приспособление для взъерошивания взъерошивает нити. Во время работы канат при

помощи устройства МРТ-200 протягивают через соленоид с ускорением 0,1 м/с2. За каждый импульс канат протягивается через соленоид на 10 см. После каждого протягивания и обработки стальные нити сжимаются, занимая свое естественное положение. Время выдержки между импульсами 5 с. После обработки канат наматывают в бухту, где он выдерживается в спокойном положении на неметаллической подложке, чтобы в

металле завершились внутренние процессы. Время выдержки общеизвестно 10 - 20 ч. После выдержки канат размагничивают, пропуская его через соленоид с переменным током. После размагничивания канат сматывают в бухту и отправляют потребителю.

Формула изобретения Способ обработки стальных изделий, преимущественно канатов, включающий

многократное воздействие магнитным полем заданной величины по отношению к магнитному насыщению обрабатываемого материала, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы канатов путем снятия остаточных напряжений в его материалах, воздействие магнитным полем проводят импульсами разной полярности величиной, не превышающей магнитного насыщения обрабатываемой стали, при

этом между импульсами осуществляют выдержку длительностью 1 - 10 с, а канат при обработке вращают в сторону, противопо- ;. ложную его навивке, и подают в магнитное . поле.

Изобретение относится к обработке металлов магнитным полем и может быть использовано в машиностроении при изготовлении канатов. Цель изобретения - увеличение срока службы канатов путем снятия остаточных напряжений в его материале. Сущность изобретения заключается в том, что канаты обрабатывают в переменном магнитном поле в соленоиде двумя импульсами разной полярности с выдержкой 1 - 10 с между импульсами.