Способ магнитно-абразивной обработки деталей из немагнитных,преимущественно титановых,сплавов Советский патент 1982 года по МПК B24B31/10 

(S) СПОСОБ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ

ДЕТАЛЕЙ ИЗ НЕМАГНИТНЫХ,ПРЕИМУЩЕСТВЕННО

I

Изобретение относится к области о5работки деталей ферромагнитными абразивными порошками в магнитном поле и предназначено для финишной обработки поверхностей деталей из немагнитных вязких материалов, в частности, для обработки титановых сплавов.

Известны материалы длп магнитноабразивной обработки на основе железа, включающие тугоплавкие соединения в виде карбидов, боридов или силицидов металлов 1J .

Известные материалы обладают недостаточно высокими прочностными и абразивными свойствами, в процессе обработки происходит выкрашивание абразивного компонента из железной основы и шаржирование обрабатываемой поверхности. Все это не позволяет обеспечить высокое качество и производительность при обработке вязких материалов.

Известен способ, реализованный с помощью устройства магнитно-абразивТИТАНОВЫХ, СПЛАВОВ

НОЙ обработки деталей из немагнитных материалов ферромагнитными абразивными порошками на основе железа и тугоплавких соединений в магнитном поле, при котором деталь устанаёливают с рабочим зазором относительно полюсов магнитов и задают детали и полюсам рабочие движения 2.

Недостатком известного способа магнитно-абразивной обработки является невозможность качественной обработки титановых сплавов и других не- магнитных вязких материалов в связи с малой производительностью обработки и низким качеством обработанной поверхности, так как обработка производится с пониженными режимами резания ферромагнитными абразивными порошками с низкими прочностными свойствами.

Целью изобретения является повышение производительности обработки деталей из титана и титановых сплаBOS и улучшение качества обработанной поверхности.

Поставленная цель достигается тем ЧТО в качестве тугоплавких соединений ферромагнитных абразивных порошков используют твердые растворы карбидов переходных металлов VI группы периодической системы в карбидах переходных металлов IV и V групп, а величину магнитной индукции в рабочем зазоре выбирают в пределах 1,01,2 Т, скорость резания в пределах 1,6-2,0 м/с, подачу - в пределах 0,003-0, м/с, зернистость порошку в пределах 100-200 мкм„

Для осуществления предлагаемого способа применяют ферромагнитные абразивные порошки, включающие железо и тугоплавкие соединения при следующем их соотношении, обД:

Тугоплавкие

соединения 15-35 |

ЖелезоОстальное

При этом тугоплавкие соединения представляют собой твердые растворы карбидов переходных металлов Vi груп пы периодической системы (Сг, Vo, W) в карбидах переходных металлов IV (Ti, Zr, HP)и V (V, Nb, Та) групп при следующем соотношении компонентов, об.%:

Карбиды переходных

металлов VI группы 3.0-АО

Карбиды переходных

металлов IV, V групп 70-60

Ферромагнитные абразивные порошки такого состава обладают прочностными свойствами (Р 2700- 500- г/зерно) более высокими, чем известные порошки с индивидуальными карбидами (Р 950-2300 г/зерно; приаеденные цифры характеризуют прочность зерна на раздавливание). Такие порошки характеризуются высокими абразивными свойствами, отсутствием выкрашивания абразивного компонента из железной основы, отсутствием шаржирования обрабатываемой поверхности и т.д., что позволяет применять оптимальные режимы обработки, приводящие к повышению производительности процесса и улучшению качества обрабатываемой поверхности. Описываемые режимы обработки (магнитная индукция В 1,0-1,2 Т, скорость резания V 1,6 - 2,0 м/с, подача S 0,003-0,00 м/с) являются оптимальными при магнитно-абра.зивной обработке деталей из титановых «плавов.

956264

При магнитной индукции меньше 1,0 Т абразивная щетка, образующаяся в магнитном поле из зерен феррома -

нитного абразивного порошка, не обладает достаточной жесткостью, ее абразивные свойства низки и она не обеспечивает необходимую производительность процесса обработки и оптимальную шероховатость поверхности. 10 При магнитной индукции больше

1,2 Т абразивная щетка не обладает достаточной эластичностью, ее режущие свойства снижаются за счет уменьшения миграции зерен порошка в рабочем

ts зазоре, что приводит к снижению производительности процесса обработки. При скоростях резания ,6 м/с процесс магнитно-абразивной обработки является малопроизводительным из20 за уменьшения количества слоев металла, снимаемых в единицу времени. При скоростях V 2,0 м/с происходит интенсивный выбор зерен из рабочего зазора, кроме того, большинство зерен порошка не вступает в контакт с обрабатываемой деталью поскольку вся марса зерен не успевает перемешиваться. Это снижает производительность процесса обработки.

30 При подаче S 0,003 м/с процесс магнитно-абразивной обработки является малопроизводительным вследствие обработки малых площадей поверхности детали в единицу времени, а при

35 S О,ОС м/с не обеспечивается нужная шероховатость поверхности.

При зернистости порошка A.i100 мкм снижается производительность процесса резания, т.к. уменьшается объем

40 ферромагнитной составляющей зерна, что приводит к уменьшению воздействия магнитных сил на зерно и уменьшению абразивного воздействия зерна на обрабатываемую поверхность. При нистости мкм абразивные (режущие) свойства зерна возрастают, но уменьшается суммарная площадь контакта с обрабатываемой поверхностью, что приводит к увеличению шероховатости поверхности и снижению произво50дительности.

В связи с тем, что при магнитноабразивном полировании при указанных режимах температура в зоне резания не превышает 120-200 С, предлагаемый

55 способ позволяет улучшить качество поверхностного слоя деталей за счет отсутствия прижогов поверхности, отсутствия труднообрабатываемых окислов, нитридов и оксини.-ридов титана, образующихся при температурах свыше 500°С.

В качестве примера применения cno соба были обработаны искусственные клапаны сердца из титанового сплава QJk ff kQ мм, толщиной 3 мм.

Результаты обработки показали, чт по сравнению с известным предлагаемый способ позволяет в 10-15 раз повысить производительность обработки деталей из титановых сплавов и достичь шероховатости поверхности R а, 0,160-0,012 мкм, при этом обработанная поверхность имеет более правильный рисунок следов обработки без ее шаржирования,что определяет более равномерные свойства поверхностного слоя как по физико-механическим параметрам, так и по параметрам мйкрои микрогеометрии поверхности.

Формула изобретения Способ магнитно-абразивной обработки деталей из немагнитных, преимущественно титановых, сплавов ферромагнитными абразивными порошками н основе железа и тугоплавких соединений в магнитном поле, при котором деталь устанавливают с рабочим зазором относительно полюсов магнитов и задают детали и полюсам рабочие движения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки и улучшения качества обрабатываемой поверхности, 8 качестве тугоплавких соединений ферромагнитных абразивных порошков используют твердые растворы карбидов переходных металлов VI группы периодической системы в карбидах переходных металлов (V и V групп, а величину магнитной индукции в рабочем зазоре выбирают в пределах 1,0-1,2 Т, скоSрость резания - в пределах 1,6 - 1,0 м/с, подачу - а пределах 0,0030,00i м/с.

2. Способ поп, 1, отличающий с я тем, что зернистость фер0ромагнитного абразивного порошка выбирают в пределах 100-200 мкм. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Коновалов Е.Г., Сакулевич Ф.Ю.

S Основы электроферромагнитной обработки. Ми«ск, Наука и техника, ТЭ, с. 53.

2.Авторское свидетельство СССР № 396253, кл. В 2k Ъ 31/10, 1971 (прототип).