Способ обработки деталей из титановых сплавов Советский патент 1981 года по МПК C22F1/18 

1

Изобретение относится к мгиииностроению и может быть использовано при изготовлении различных конструкций с сильфонами в химическом и нефтяном машиностроении, приборо- и судостроении с повышенными требованиями к эксплуатационной надежности.

В настоящее время в химическом и нефтяном машиностроении/в судостроении применяются сильфоны, получаемые механогидравлическим способом, основными технологическими операциями которого является операция накатки роликом фиксирующих канавок и гидравлическое выдавливание гофров. Изготовление гофрированной оболочки этим способом неизбежно связано с образованием зон с неоднородными механическими свойствами из-за нерав-, номерности деформации по толщине при накатке и гофрообразовании. При этом максимальная неоднородность механических свойств имеет место в зоне перехода от накатанной части канавки к ненакатанной. Эта зона является источником жесткой концецтрации напряжений способствующей снижению усталостной прочности и появлению значительного разброса данных по долговечности сильфонов.

Для повышения долговечности изделий, работакмцих в условиях воздействия циклических нагрузок, широкое применение находят методы,поверхностного пластического деформирования (ППД): обкатка роликами и шариками, дробе- и гидродробеструйная обработка, виброгалтовка и др.

Известен способ обработки изде10лий из титановых сплавов путем Дробеструйной обработки с использованием стальных шариков диаметром 0,50,8 мм l.

Однако применительно к таким 15 ажурным изделиям, какими являются сильфоны с толщиной стенки менее О,2 мм, этот способ не может быть применен, поскольку вызывает искажение геометрических размеров профиля гофрированной оболочки.

Целью изобретения является повышение долговечности титановых Ьильфонов.

25 Поставленная цель достигается / тем, что дробеструйную обработку редут микрошариками диаметром 160200 мкм при давлении 2,5-3 ата в течение 5-6 мин с последующим отжигом 30 при 550+10 С в течение 4-7 мин.

При упрочнении микрошариками диаметром 0,16-0,20 мм благодаря их малой массе обеспечивается высокая скорость полета рабочих шариков, вследствие чего поверхностный слой формируется при скоростях деформаци примерно на 1-2 порядка выше, чем при обычной дробеструйной обработке или гидрогалтовке. Это дает возможность получить достаточно высокую 1 кинетическую энергию соударения движущихся шариков с обрабатываемой деталью и создать в поверхностном слое необходимую глубину наклепа. При этом статическое давление при обработке микрошариками не превышает кг, что позволяет эффективн использовать предложенный метод при упрочнении тонкостенных и маложестких деталей без нарушения устойчивости и искажения их геометрических размеров.

В результате поверхностного упронения поверхностный слой имеет боле мелкозернистую и однородную микроструктуру. Наряду с этим упрочнение микрошариками сопровождается интенсивным дроблением блоков мозаики.,

увеличением плотности дислокаций, сглаживанием поверхностных дефектов, обусловленных технологией изготовления труб-заготовок для сильфонов. Отжиг при 550 С в течение 4-7 мин вызывает частичное снятие упругих искажений кристаллической решетки вследствие пластических сдвигов в пределах отдельных зерен, перераспределение структурных несовершенств (дислокаций в наклепанном слое и перестройку их в наиболее равновесные состояния. В результате в поверхностном слое образуется полигонизованна структура, характеризующаяся повышенным сопротивлением деформированию в условиях повторно-переменных нагружений.

Испытания на долговечность показывают, что в результате предложенной обработки долговечность сильфонов увеличивается в 1,5-2,5 раза, причем, немаловажным является факт резкого уменьшения разброса экспериментальных данных по долговечности.

Результаты испытаний приведены в таблице.