Способ определения стойкости литых деталей из железо углеродистых сплавов против коробления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 9) И) 0320 Р 20 3ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К Фиг.1(72) Г.А.Адоян, А.М.Герчиков, Ю.С,Алдошин, С.А.Шевчук, Р.И.Воробьева, Г.С.Хрупина и В.И.Самсонов (71) Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт .металлорежущих станков(56) 1. Коцюбинский О.Ю. Стабилизация размеров чугунных отливок. И., "Машиностроение", 1974, с. 100.2. Авторское свидетельство СССР й 777547, кл. О 01 М 3/20, 1978.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТОЙКОСТИЛИТЫХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХСПЛАВОВ ПРОТИВ КОРОБЛЕНИЯ, включающий отливку кольцевого элемента, егоразрезку и измерение деформации прорези кольцевого элемента во времени,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности, определениячувствительности способа и сниженияего трудоемкости, кольцевой элементотливают за одно целое с массивнойрамой таврового сечения, после эвтектондного превращения в ребре таврарамы охлаждают отливку с температурным перепадом между ребром и полкойтавра 80-100 С, затем до комнатнойтемпературы, а прорезь выполняют вместе сочленения рамы с кольцевымэлементом.Изобретение относится к литейномупроизводству, а именно к способам,применяемым для сравнительной оценкистойкости против коробления литых деталей. 5Известен способ определения коробления натурных машиностроительныхконструкций, например, изготовленныхиз чугуна, включающий измерение коробления детали, которое происходит 10в результате ее изгиба или скручивания от релаксации остаточных напряжений в течении длительного времени0,5 - 1,0 года. При этом используются точные метрологические приборы Щ , 15Однако проведение точных метрологических измерений деталей в течениедлительного времени в производственных условиях представляет большиетрудности и является достаточно дорогим еНаиболее близок к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату способ определенияОстойкости материалов к короблению, . 25включающий отливку кольцевого элемента, его разрезку и измерение деформации прорези кольцевого элементаво времени 2 .Однако известный способ принципиально не может быть использован дляоценки склонности к короблению литыхдеталей, так как в процессе охлаждения расплавленного металла в литейной форме в нем протекают различныеметаллургические процессы, такие,например, как первичная и вторичнаякристаллизация, нормализация, самоотпуск и т.п., которые, в конечномсчете, .изменяют релаксационные свойства материала и, как следствие этого, должны изменять и стойкость литой детали против коробления. Крометого, создание образца и наведениев нем исходных напряжений производит. 45ся механически путем прикладываниянормированной силы при нормальнойтемпературе,Цель изобретения - повьппение точ"ности определения, чувствительностиспособа и снижение его трудоемкости. Поставленная цель достигается тем,что согласно способу определениястойкости литых деталей из железоуглеродистых сплавов против коробле. Ы.ния, включающему отливку кольцевогоэлемента, его разрезку и измерениедеформации прорези кольцевого элемента во времени, кольцевой элемент отливают за одно целое с массивной рамой таврового сечения, после эвтектоидного превращения в ребре тавра рамы охлаждают отливку с температурным . перепадом межцу ребром и полкой тавра 80 - 100 С. затем до комнатной температуры, а прорезь выполняют в месте сочленения рамы с кольцевым элементом.На фиг. 1 показана отливка для определения стойкости литых деталей против коробления, общий вид;на Фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на Фиг. 3 - результат измерения коробления отливок.Способ реализуется на отливке, имеющей массивную 1 и тавровую 2 части, а также кольцевой элемент 3. На отливке укреплены кронштейны 4 и измерительная головка 5. Тавровая часть отливки имеет полку 6 и ребро 7.П р и м е р. Отливают чугунный образец (фиг. 1) в сырую земляную Форму в двух опоках, Для интенсификации скорости охлажцения снимают верхнюю опоку. при 1 100 С в массивной части 1. В .момент окончания эвктектоидного превращения металла в тавровой части начинают интенсивно охлаждать отливку до комнатной температуры.При этом обеспечивают температурный перепад между полкой 6 и ребром 7 тавровой части равный 80-100 С. РазРезают массивную часть 1 в месте ее сочленения с кольцевым элементом 3. После разрезки массивной части отливки происходит перераспределение поля остаточных напряжений, как это имеет мЕсто при черновой механической обработке реальных деталей, в результате чего разгружается тавровая. часть отливки и значительно подгружается ранее практически не нагруженный кольцевой элемент. Из-за разницы в степени релаксации напряжений в указанных элементах происходит коробление отливки, выражающееся в изменении размера прорези, который с течением времени увеличивается. Деформация прорези измеряется с помощью измерительной головки 5. На фиг, 3 показано коробление во времени чугунной отливки с прочностью на разрыво 21 кгс/мм (1)Из графика, представленного на фиг. 3, видно, что для укаэанной конструкции образца, выбранной техноло2 Составитель М.ЕршРедактор Л,Пчелинская Техред М,Гергель Коррек о 23 го комитета Сий и открытий Раушская наб 98/33 ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, ИосквЗака ПодписноР Тиражственнбретен, Ж"35Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 3 . 11005 гии ее охлаждения и материала, короб- ление за 3 мес. составляет порядка 50 мкм (1) Возможная величина ошибки измерения не превышает Й 1,0 мкм.Аналогичный чугунный образец, из" готовленный в виде прямоугольной рамы, коробится несколько меньше порядка 15 мкм,(11) а образец, отлитый .без регулирования охлаждения, не дает практически никакого коробле О ния (111)С помощью предлагаемого способаоценивают влияние свойств материала, последующей механической обработки, различных способов и режимов размер" ной стабилизирующей обработки на короблекие литых деталей.Согласно способу-прототипу напряженность системы обеспечивается механически путем временного прикладывания к ней внешних сил при нормальной температуре и на коробление ее,не влияют факторы, сопутствующие литой 29 4детали. В предлагаемом способе требуемая напряженность детали обеспечивается путем применения специальной конструкции детали, регулирования скорости охлаждения различных ее участков по специальному режиму, а коробление ее протекает с учетом различия в релак" сации напряжения в различных ее частях. Уменьшение температурного перепада охлаждении отливки после эвтектоид- ного превращения меньше 80 С снижает чувствительность метода, а увеличение лерепада свыше 100 С практически неореализуется в реальных отливках станочного типа из-за повышения опаснос ти трещинообразования.По сравнению с базовым объектом предлагаемый способ позволяет снизить трудоемкость, длительность и стоимость испытаний. Экономический эффект от внедрения изобретения составит 9400 руб.