Способ стабилизации формы и размеровметаллических изделий

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 31.01;79 (2 ) 2720403/22-02 (51)М Кл3 с присоединением заявки йо(23) Приоритет С 21 О 6/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(71) Заявитель Московское ордена Ленина и ордена Трудового КрасногоЗнамени техническое училище им. Н,Э.Баумана(54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХИЭДЕЛИЙ Изобретение атно"ится к точномумашино-, приборо- и станкостроению.и может быть использовано для повышения стабильности размеров деталейпосле различных технологическихопераций, приводящих к образованиюостаточных напряжений и не:табильныхструктур ( механическая обработка,сварка и т.д.).10Известен способ стабилизации размеров иэделий, включающий многократноемеханическое воздействие (1,Недостатками способа являютсяухудшение физико в механическ свойствкоррозионные, магнитные, прочностные и т.д.), снижение малоцикловойпрочности. Кроме того, этот способне позволяет полностью стабллизировать форму и размеры деталей.Известен также способ стабилиэации размеров изделий, заключающийсяв сгатическом нагружении от 1 до 10раз при продолжительности цикловобработки 0,0002-0,075 ч напряжениями,превышающими остаточные в 3-6раз 23Однако данный способ обработкитакже мажет вызвать снижениз малоцикловой прочности изделий; Крометого, поскольку в деталях всегда 30 имеют место как сжимающие, так и растягивающие напряжения, статическое нагружение одного знака не позволяет полносгью стабилизировать Фазоструктурные составляющие (аустенит, мартенсиг н др.) и напряженнодеформлрованное состояние изделия. Обработка по этому способу даже при максимальном времени выдержки под статической нагрузкой не обеспечивает полной стабилизации Формы изделий, так как при статическом нагружении для протекания процессов распада неустойчивых структур и релаксации остаточных напряжений вследствие ограничения максиМальнэй амплитуды накладываемых напряжений величиной предела текучести материала требуется значительно большее время выдержки под нагрузкойЦель изобретения - обеспеЧение полной стабилизации формы и размеров металлических иэделий.Дпя достижения поставленной цели изделия нагружают ударной нагрузкой со скоростью 3-20 м/с при максимальных суммарны накладываемых и остаточных напряжениях, превышающих статический предел текучести материала в1,2 раза.812837 Однократная ударная нагрузка соскоростью 3-20 м/с обеспечивает создание указанного уровня суммарныхнакладываемых динамических и осгаточных напяжений, всегда существующихв иэделии после проведения различныхтехнологических операций (литье,сварка, механическая обработка и т.д),достаточного для протекания пластических деформаций и полного устранения как растягивающихтак и сжимающих напряжений. Это обеспечиваеттакже полную стабилизацию неустойчивых Фазосгруктурных составляющихв изделии, Эа счет устранения полейостаточных напряжений и стабилизации неустойчивых структур обеспечивается постоянство Формы и размеровметаллических иэделий во времени.П р и м е р. Производится обработка групп деталей с технологическимиостаточными напряжениями как иэ 20структурно стабильных Ст.З, так инестабильных материалов-сталь 35,сталь 4 Х 13, размзрами 300252 ммпо известному и предлагаемому способам, Обработанные, а также необ- д 5работанные детали подвергаются длительному хранению в течение 1 годапри 20+1 С. Изменения геометрических Форм и размеров деталей эа 1 годпредставлены в таблице.При Обработке по известному способу нагрузка прикладывается 1-10 разпри варьировании времени нагружения Материал Обработка попредлагаемомуспособу Беэ обработки Обработка по известному способу прираще- угловой ние раз- изгибугловойизгибоси образца,угловыесекунды прираще -ние размера300 мм,мкм мера оси об мм,мкм разца,угловые секунды 0-2(8-12) 78-94 бильность форм и талей во времени, мя как известный жает нестабильность 50-85. размеров дев то вреспособ снилишь на приращение угловой иэразмера гиб оси 300 мм,мкм образца,угловые се- кунды Сталь 4 Х 13 (25-30) Погрешность измерения приращенияразмера 300 мм составляет 1 мкм, ауглового излома оси - 13.Таким образом, предлагаемый способпозволяет на 95-100 снизить неста-,0,0002-0,075 чу максимальные суммарные накладываемые и остаточные напряжения не превышают величины статического предела текучести материалов, а для чугунных деталей прикладываемые напряжения превьыают остаточные в 3-6 раз.При обработке по предлагаемому способу сумма накладываемых динамических и остаточных напряжений в деталях иэ стали Ст. 3, из чугуна СЧ 18-32, стали 35 и стали 4 Х 13 составляет соответсгвенно 29, 22,36 и 66 кгс/мм . Скорость нагружения 3 а20 м/с.Пример осуществления способа на партии деталей иэ стали Ст З.Технологические остаточные напряжения в деталях из Ст 3, предсгавляющих собой полосы раэмером 300 25 л 2 мм, после вырезки нх ацетиленокислородной газовой резкой иэ листа составляют в среднем 12 кгс/мм . Предел текучести стали Ст 3 24 кгс/мм.,Дополнительные динамические напряжения от внешней нагрузки 17 кгс/мм Скорости нагружения 3,10 и 20 м/с. Нагруяение деталей осуществляется однократно.Вылеживание в течение 1 года при 20+1 фС деталей иэ Ст.З показывает, что приращение углового излома оси детали составляет 2,1 и 0 угловых секунд при скоростях нагружения 3,10 и 20 м/с соответственно.812837 0 Формула изобретения Составитель А. Денисова Редактор С.Лыжова Техред М,Голинка КорректорГ.РешетникЗаказ 701/32 Тираж 613 Подписное ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035,Москва,Ж,Раушская наб.,д.4/5Филиал ПППфПатент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Использование предлагаемого способа стабилизации формы и размеров металлических изделий обеспечивает по сравнению с известными способами повышение стабильности форм и размеров в 1,5 раза;сокращение длительности проведения операции стабилизации от 10 до 1000 раз, что значительно повышает качество и надежность металлических изделий и производительность процесса. Способ стабилизации формы и размеров металлических изделий, включаеаий однократное силовое воздействие,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью исключения изменения Формыи размеров изделий с течением вре"мени, изделие нагружают ударнойнагрузкой со скоростью 3-20 м/с примаксимальных суммарных накладываемых и остаточных напряжениях, превышающих статический предел текучести материала в 1,2 раза. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 185155, кл. С 21 Р б/02, 1964. 2. Авторское свидетельство СССР 15 9 428011, кл. С 21 Р 7/10, 1973.