Способ магнитно-абразивной обработки деталей из немагнитных, преимущественно титановых, сплавов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциапистическинРеспубпик 111895626(23) ПриоритетОпубликовано 07.01.82, Бюллетень РйДата опубликования описания 10. 0 1. 82(51)М. Кд. В 24 В 31/10 Гооударстюный квинтет СССР ао аваан азоарвтвнна н открытка1Ф.Ю. Сакулевич, Л,Н. Кравченко, Л.М. Кожуро,С.С. Макаревич, П.С. Кислый и Г,Д. Наливкафизико-технический институт АН Белорусс ой ССРи Институт сверхтвердых материалов АН Украинскои С 1.,Р" " 72) Авторы. изобретения(54) СПОСОБ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ НЕМАГНИТНЫХ,ПРЕИМУЦЕСТВЕННО ТИТАНОВЫХ, СПЛАВОВЙзобретение относится к области обработки деталей ферромагнитными абразивными порошками в магнитном поле и предназначено для финишной обработки поверхностей деталей иэ немагнит 3 ных вязких материалов, в частности, для обработки титановых сплавов,Известны материалы для магнитно- абразивной обработки на основе железа, вклюцающие тугоплавкие соединения в виде карбидов боридов или силицидов металлов 1Известные материалы обладают не" достаточно 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-абразивной обработки деталей из немагнитныхматериалов ферромагнитными абразивными порошками на основе железа и тугоплавких соединений в магнитном поле,при котором деталь устанавливают срабочим зазором относительно полюсов магнитов и задают детали и полюсам рабочие движения (21. 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 реза" ния ферромагнитными абразивными порош ками с низкими процностными свойствами.Целью изобретения является повышение производительности обработки деталей из титана и титановых спла 895626вов и улучшение качества обработанной поверхности.Поставленная цель достигается тем,что в кацестве тугоплавких соедине"ний ферромагнитных абразивных порошков используют твердые растворы карбидов переходных металлов Ч группыпериодической системы в карбидах переходных металлов Ч и Ч групп, авеличину магнитной индукции в рабочем зазоре выбирают в пределах 1,01,2 Т, скорость резания в пределах1,6-2,0 м/с, подачу - в пределах0,003-0,004 м/с, зернистость порошка в пределах 100-200 мкм,Для осуществления предлагаемогоспособа применяют ферромагнитные абразивные порошки, включающие железои тугоплавкие соединения при следующем их соотношении, об,Ф:Тугоплавкиесоединения 15-35Железо ОстальноеПри этом тугоплавкие соединенияпредставляют собой твердые растворыкарбидов переходных металлов Ч группы периодической системы (Сг, Чо,И) в карбидах переходных металлов 1 Ч(Т 1, Ег, Н) и Ч (Ч, МЬ, Та) групппри следующем соотношении компонентов, об.Ф:Карбиды переходныхметаллов Ч группы 30-40Карбиды переходныхметаллов 1 Ч, Ч групп 70-60Ферромагнитные абразивные порошкитакого состава обладают процностнымисвойствами (Р2700-4500 г/зерно)более высокими, цем известные порошки с индивидуальными карбидами (Р == 950-2300 г/зерно; приведенные цифры характеризуют прочность зерна нараздавливание). Такие порошки характеризуются высокими абразивными свойствами, отсутствием выкрашивания абразивного компонента из железной основы, отсутствием шаржирования обрабатываемой поверхности и т,д., цтопозволяет применять оптимальные режимы обработки, приводящие к повышениюпроизводительности процесса и улучшению качества обрабатываемой поверхности. Описываемые режимы обработки(магнитная индукция В = 1,0-1,2 Т,скорость резания Ч = 1,6 - 2,0 м/с,подача 5 = 0,003-0,004 м/с) являются оптимальными при магнитно-абра"зивной обработке деталей из титановых сплавов. При магнитной индукции меньше 1,0 Т абразивная щетка, образующаяся в магнитном поле из зерен ферромагнитного абразивного порошка, не обла 5 дает достаточной жесткостью, ее абразивные свойства низки и она не обеспечивает необходимую производительность процесса обработки и оптимальную шероховатость поверхности.10 При магнитной индукции больше1,2 Т абразивная щетка не обладаетдостаточной эластичностью, ее режущиесвойства снижаются за счет уменьшения миграции зерен порошка в рабочем15 зазоре, что приводит к снижению производительности процесса обработки.При скоростях резания Ч с 1,6 м/спроцесс магнитно-абразивной обработки является малопроизводительным из за уменьшения количества слоев металла, снимаемых в единицу времени, При скоростях Ч 1 2,0 и/с происходит интенсивный выбор зерен из рабочего зазора, кроме того, большинство зе рен порошка не вступает в контакт собрабатываемой деталью поскольку всямасса зерен не успевает перемешиваться, Это снижает производительностьпроцесса обработки.зо При подаче 5 ( 0,003 м/с процессмагнитно-абразивной обработки является малопроизводительным вследствие обработки малых площадей поверхности детали в единицу времени, а при 5 1 0,004 м/с не обеспечивается нужная шероховатость поверхности.При зернистости порошка100 мкмснижается производительность процесса резания, т.к. уменьшается объемферромагнитной составляющей зерна,что приводит к уменьшению воздейст"вия магнитных сил на зерно и уменьшению абразивного воздействия зерна наобрабатываемую поверхность. При зернистости Л ) 200 мкм абразивные (режущие) свойства зерна возрастают,но уменьшается суммарная площадь контакта с обрабатываемой поверхностью,что приводит к увелицению шероховатости поверхности и снижению производительности.В связи с тем, цто при магнитноабразивном полировании при указанныхрежимах температура в зоне резанияне превышает 120-200 С, предлагаемый 55способ позволяет улучшить качествоповерхностного слоя деталей за счетотсутствия прижогов поверхности, от"сутствия труднообрабатываемых окис895626 Ьром относительно полюсов магнитови задают детали и полюсам рабочиедвижения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения производи 3 тельности обработки и улучшения качества обрабатываемой поверхности,в качестве тугоплавких соединенийФерромагнитных абразивных порошковиспользуют твердые растворы карбидов16 переходных металлов Ч 1 группы периодической системы в карбидах переход"ных металлов 1 Ч и Ч групп, а величинумагнитной индукции в рабочем зазоревыбирают в пределах 1,0 е 1,2 Т, ско 3 рость резания - в пределах 1,6 -1,0 м/с, подачу - в пределах 0,003 еО,ОО м/2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю "щ и й с я тем, что зернистость фер"фф.ромагнитного абразивного порошка выбирают в пределах 100 е 200 мкм.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Коновалов Е,Г. Сакулевич Ф.Ю,33 Основы электроферромагнитной обработки". Минск, "Наука и техника",197, с. 53.2. Авторское свидетельство СССРМ 396253, кл, В 2 Й В 31./1 О, 19713 (прототип) . лов, нитридов и оксини,ридов титана, образующихся при температурах свыше 500 С.В качестве примера применения способа были обработаны искусственные клапаны сердца из титанового сплава ОТЙ 6 40 мм, толщиной 3 мм.Результаты обработки показали, что по сравнению с известным предлагаемый способ позволяет в 10-15 раэ по" высить производительность обработки деталей из титановых сплавов и достичь шероховатости поверхности Вь= 0,160 т 0,012 мкм, при этом обработанная поверхность имеет более правильный рисунок следов обработки беэ ее шаржирования,что определяет более равномерные свойства поверхностного слоя как по физикотмеханическим параметрам, так и по параметрам макро- и микрогеометрии поверхности. Формула изобретенияСпособ магнитноеабразивной обра" ботки деталей из немагнитных, преимущественно титановых, сплавов ферромагнитными абразивными порошками на основе железа и тугоплавких соединений в магнитном поле, при котором деталь устанавливают с рабочим эазоа е та е т аТираж 881 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж,Раушская наб., д. /5 Заказ 11563/17аеев е ееееет тает т тетттетт тете татетеаФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель И. Иалхазова Редактор Н. Коляда Техред И, Тепер Корректор М. Пожо