Способ ломки проката

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ(21) 2859130/25 осударствениый комитет СССР но аелам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения И.Головин и В.М.Умрихи мбовский институт 1) Заявите 54) СПОСОВ Л ОКАТ емого проката остранения упатериале про Н - радиус разделСо скорость распРугих волн вката;ж - Частота импулного поля 1Р - удельное сопрриала прокатаНа фиг, 1 изображен г о магн ат евлеки ис графи О мости где 6 яжения я проые осевые ости раэд- суммарн в плоск ката;- напряженность ля- текущая коо поперечномитного и рдината точкисечении прокат фиг. 2Еи,тол ависимости графикотФ 1,щина скин- график лоя.ависимости Н де Ф На т 3 Ф). достигаетсяаметров имИзобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в заготовительных цехах машиностроительных заводов.Известен способ ломки проката на заготовки, включающий выполнение на прокате надреза и обжатие его импульсным магнитным полем 11.Недостатками данного способа являются значительная энергоемкость процесса, а также низкое качество получаемых заготовок вследствие отрица- тельного влияния сжимающих напряжений в части сечения проката.Цель изобретения - снижение энергоемкости йроцесса и повышение качест ва получаемых заготовок.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ломки проката на заготовки, включающему выполнение на прокате надреза и обжатие его импульсным магнитным полем, частоту импульсного магнитного поля выбираЮт в пределах% тУФЪ 10 -1Соа надрез выполняют глубиной, превышающей 1 р ъ640- 1в ческого машиностроен- глубина надрезтора напряжени Положительный эффект счет оптимизации пар-104 У 10 Й Условй е ради альн тсутс тви яквазистотичносм направленииволн напряженийа) даетЪ ил ти нагруэк(условией по радиЯС 0и юох 60 ока ч Р- Ъ ю 10С 0 , йлнщат глубино а надрез вышающей 6 ревыпульсного поля и глубины концентратора. Как известно, механические напр яжени я в про водящей среде, помещенной в импульсное магнитное поле, обусловлены действием электродинамически х сил, пропорци он альных , Р ( 1- плот ность тока, В - индукция магнитного поля) и термического расширения, пропорционального б .Магнитное поле и ток с ростом частотМ вследствие скинэффекта все больше концентрируется в припов ерхностном слое проката. Осевые электро- динамические напряжения б, растягивающие по всему сечению и при сильном укорачивании импульса ( с"-Ф,толщина скин-слоя; Н - радиус про.ката), аналогичны простому гидродинамическому обжатию давлениеми Н 1о1Термические осевые напряжения б имеют знакопеременный характер: в центральных областях они растягивающие, в приповерхностных - сжимающие. Суммарные осевые напряжения 6 =8 ф 6 , обуславливающие разрушение по концентратор. также энакопеременны (см.фиг.1), С ростом частоты точка смены знака смещается к наружной поверхности, а сами напряжения немонотонно возрастают до своих асимптомических значений, Эта зависимость определяет значение о (Н в 0,3, см. Фиг.2), выше которого эффектив - ность преобразования электромагнитной энергии в упругую резко падает (ср.кривые 6,7 на Фиг,1, о (В О, 3) и кривые 4,3 и 2 (ОЧИ ( 0,3) .Кри терий с ( к ( О, 3) даетЛоф/Я (0 Л - э - , 0, - +Ф сО,1 Й 7410 - магнитная постоянная;,и- магйит-. ная проницаемость, равная единице в больших полях; Я - удельное сопротивление; ю - частота поля.Следовательно 5 ледовательно для частоты о 0 сюся Сот.е. имеется ограниченный диапазон частот, в котором при фиксированной амплитуде поля можно получить наиболь. шую амплитуду раст ягив ающих н апряжений. Вне этого интервала эффективность преобразования магнитного поля в механическне напряжения существенно падает. С другой стороны глубина концентратора должна быть больше толщины сжатого поверхностного слоя, которая при 8(1 ( 0,3 составляет 0,4 - 0,6 толщины скин-слоя (фиг.2, кривая 2) .Тогда для эффективного снижения прочности глубина концентратора Й 1должна быть больше 0,6 о= 4-(0-7 6 10 хв , При существенно меньшем9 сзначений вершина концентратора попадает в область сжимающихся напряжений и он становится неэффективным.П р и м е р. В импульсном соленоиде разрушаются стержни из силумина диаметром 10 мм. При указанных значениях частоты поля и глубины концентратора разделение по концентратору происходит в полях порядка О, 810 " - (фиг. 3) Р,Дри меньших значениях глубины надреза значения критического поля - по- рядка 1,710 - , т,е. более чем в 2- драза выше. Нанесение концентратора глубиной до значения 3 з 0,5 с вооб. -ще не влияет на величину критического поля, что подтверждает приведенные условия. Степень отклонения плоскости разрушения от нормали к оси при выполнении условия для Й не превышает 0,5 мм. При меньших эначенйях Й трещина зарождается из внутренних областей и значительно (до 2-3 мм) отклоняется от нормали к оси, так как при распространении попадает в область сжимающихся поверхностных н апр яж ений, что определяет ее н ест абильность,Таким образом, предлагаемый способ ломки позволяет снизить энергоемкость процесса ломки и повысить качество получаемых заготовок. Способ ломки проката на заготовки, включающий выполнение на прокате надреза и обжатие его импульсным магнитным полем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса и повышения качества получаемых заготовок, частоту импульсного магнитного поля выбирают в пределах5 863204 2 -7р О,нп Фиг. Составитель В.Морозо орректор С.Шекм ед С,Мигуно едактор М.Погориляк аказ 7653/18 Тираж 1151ВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий113035, Москва Ж, Раушская наб.,Подписно,4/ Патент, г,ужгород, ул.Проектная лиал ПП где В - радиус разделяемого прокатаСо- скорость распространения упругих волн в материале прокатащ - частота импульсного магнитного поля Р - удельное сопрот и влени е материала проката. Источники информации,принятие во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 9 607621, кл. В 21 О 21/00, 1976.