способ упрочнения металлических изделий
Классы МПК: | C21D7/13 горячей обработкой C21D8/00 Изменение физических свойств путем деформации в сочетании или с последующей термообработкой |
Патентообладатель(и): | Зырянов Игорь Иванович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-09-21 публикация патента:
25.07.1995 |
Способ включает намагничивание и охлаждение изделия до 196°С, установку изделия по оси кумулятивной воронки в заряде ВВ, заполнение объема воронки водой, а после превращения воды в лед установку заряда ВВ с вмещенным в ледяной демпфер изделием соосно с емкостью, вмещающей охлаждающую среду, например, смесь песка с жидким азотом. Емкость выполнена в мерзлом (вечномерзлом) грунте. После такой подготовки заряд ВВ инициируют. При этом изделию, вмещенному в ледяной демпфер, передается давление импульсом в 300 400 килобар и движение (метание) в осевом направлении. Под воздействием тепловых и динамических нагрузок ледяной демпфер испаряется и изделие входит в емкость с охлаждающей средой, подвергаясь воздействию глубоким холодом. Через 5 30 мин изделие извлекают из емкости и выдерживают на воздухе до приобретения им комнатной температуры. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, включающий деформацию путем воздействия импульсами давления ударных волн заряда взрывчатого вещества на изделие через демпфер и охлаждение, отличающийся тем, что предварительно осуществляют намагничивание изделия и охлаждение до 196oС, заряд взрывчатого вещества изготавливают с кумулятивной выемкой в виде усеченного конуса, расширяющегося к выходу заряда, изделие размещают в выемке соосно с ней, заполняют водой и выдерживают до образования ледяного демпфера, охлаждение ведут в среде смеси песка и жидкого азота, которую размещают в емкости с входным отверстием, установленной в мерзлом грунте, изделие с зарядом располагают напротив входного отверстия емкости соосно с ним и инициируют заряд взрывчатого вещества.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технологии упрочнения металлических изделий. Известен способ упрочнения металлических изделий, включающий деформацию путем воздействия импульсом давления ударных волн заряда взрывчатого вещества на изделие через демпфер и охлаждение [1]Этот способ имеет следующие недостатки: нельзя достичь максимального эффекта упрочнения из-за сложностей использования эффекта сходящихся ударных волн; в процессе импульсного нагружения относительно высокая температура обрабатываемого изделия снижает эффект упрочнения; очень сложно обеспечить одновременный подход ударной волны взрыва к поверхности изделия; эффект применения низких температур охлаждающей среды используется однократно; максимальная масса заряда ВВ ограничена; металлоемкость оснастки и ее сложность увеличивают стоимость способа; сборка (разборка) оснастки занимает много времени, процесс не поддается автоматизации. Известно также использование воды в качестве демпфера (авт.св. СССР N 469350, кл. С 21 D 6/00, однако вода (в жидкой фазе) при высоких давлениях проявляет сильный расклинивающий эффект разрушение обрабатываемого изделия. Целью изобретения является повышение прочностных характеристик изделия и снижение стоимости способа. Цель достигается новой совокупностью действий, отличиями которой являются: предварительное намагничивание и охлаждение объекта упрочнения до минус 196оС, образование демпфера из льда, камера для помещения охлаждающей среды выполнена в мерзлом грунте, заряд ВВ изготавливают с кумулятивной выемкой в виде усеченного конуса, расширяющегося к выходу заряда. Изделие размещают в выемке соосно ей. Предварительное охлаждение упрочняемого объекта и вслед за этим быстротечность и непрерывность процесса по схеме сжатие-удар холодом ведут к увеличению прочностных характеристик изделия. Достигается максимально возможный эффект упрочнения, так как процесс идет при симметричном нагружении упрочняемого изделия сходящейся ударной волной взрыва заряда ВВ. Обеспечивается одновременный подход ударной волны к поверхности изделия. Эффект применения низких температур в процессе используется неоднократно. Уменьшаются потери холода через стенки емкости для охлаждающей среды. Максимальная масса заряда ВВ неограничена. Снижена сложность и металлоемкость оснастки, процесс возможно вести в полевых условиях. Все это обуславливает низкий уровень капитальных затрат. Повышается производительность труда, возможна автоматизация процесса. На фиг.1,2 показано предлагаемое устройство (взаимное расположение элементов устройства перед началом процесса); на фиг. 3 момент после срабатывания устройства, когда объект упрочнения (металлический стержень) зафиксирован в охлаждающей среде. На чертежах обозначены: 1 заряд взрывчатого вещества (ВВ), 2 камера в мерзлом грунте, 3 объект упрочнения (металлический стержень), 4 линза, 5 демпфер из льда, 6 металлическая плита, 7 отверстие в металлической плите, 8 песок, насыщенный жидким азотом. П р и м е р. Изделие, например стальной стержень 3, предварительно намагничивают, а затем охлаждают до минус 196оС. Заряд ВВ 1 изготавливают с кумулятивной выемкой в виде усеченного конуса, расширяющегося к выходу заряда. Изделие 3 размещают в выемке соосно ей, заполняют выемку водой и выдерживают до образования ледяного демпфера 5. Изделие 3 с зарядом ВВ 1 располагают напротив входного отверстия 7 камеры 2 соосно с ним и инициируют заряд ВВ-1. При срабатывании заряда ВВ 1 демпфер 5 с вмещенным в его массу стержнем 3 получает движение в осевом направлении. Одновременно продукты взрыва заряда ВВ 1 передают стержню 3 импульс давления в 200-240 килобар. Под воздействием динамических и тепловых нагрузок демпфер 5 разрушается и в дальнейшем процессе не участвует. Освобожденное от демпфера 5 изделие 3 через отверстие 7 входит в песок 8, где его скорость гасится. Одновременно с этим стержень 3 подвергается воздействию глубоким холодом (минус 196оС) от охлаждающей среды (смесь песка 8 с жидким азотом). После выдержки в охлаждающей среде в течение
![способ упрочнения металлических изделий, патент № 2040555](/images/patents/432/2040008/8776.gif)
Класс C21D7/13 горячей обработкой
Класс C21D8/00 Изменение физических свойств путем деформации в сочетании или с последующей термообработкой