RU2283717C2 - Способ динамической обработки материалов - Google Patents
Способ динамической обработки материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2283717C2 RU2283717C2 RU2004131484/02A RU2004131484A RU2283717C2 RU 2283717 C2 RU2283717 C2 RU 2283717C2 RU 2004131484/02 A RU2004131484/02 A RU 2004131484/02A RU 2004131484 A RU2004131484 A RU 2004131484A RU 2283717 C2 RU2283717 C2 RU 2283717C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- metals
- materials
- grained
- ultrafine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к упрочнению металлов пластическим деформированием. Образец размещают в оснастке и воздействием импульсных источников энергии разгоняют и продавливают через расположенные в оснастке под углом пересекающиеся каналы. В результате обеспечивается получение компактных высокоплотных материалов с объемной гомогенной ультразернистой структурой.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к способам упрочнения металлов в процессе обработки, и может быть использовано в машиностроении, авиастроении и медицине, а также имеет перспективно-прикладное значение для многих отраслей промышленности в плане создания на основе ультрамелкозернистых материалов новых технологий, способов и устройств, обладающих повышенными и уникальными характеристиками: механическими, тепловыми, магнитными, оптическими, электрическими и др.
Известен способ динамического прессования изделий из порошка по а.с. №954187, МПК B 22 F 3/08, опубликованный 30.08.82 г., включающий уплотнение последнего в пресс-форме путем передачи давления с высокой скоростью на пуансон.
Недостатками известного технического решения являются низкая производительность процесса, его сложность в технологическом и аппаратурном выполнении, узкие технологические возможности способа, не позволяющие компактировать нанопорошки, высокая трудоемкость процесса.
Известен способ по пат. №2139164, МПК B 21 J 5/00, опубликованный 10.10.99 г., под названием «Способ деформирования заготовок в пересекающихся каналах», заключающийся в пластической деформации заготовок в пересекающихся вертикальном и горизонтальном каналах с подпором в последнем.
Недостатком этого способа является то, что он недостаточно производителен и требует металлоемкого прессового оборудования.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ динамической обработки материалов, описанный в книге «Высокоскоростное деформирование металлов» под ред. Шахназарова А.М., Москва, Машиностроение, 1966 г., стр.109-110, 114 рис.7.4, 119-121, включающий размещение образца в оснастке и продавливание его воздействием импульсных источников энергии.
Недостатками известного способа являются его трудоемкость, сложность в технологическом исполнении, низкая степень деформирования материалов, ограниченность по давлению прессового оборудования и его громоздкость, низкая производительность процесса, недостаточные технологические возможности, что не позволяет получать материалы с ультрамелкозернистой (нано)структурой, обладающие повышенными прочностными и другими уникальными характеристиками.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание способа динамической обработки материалов, обеспечивающего за счет больших, интенсивных пластических деформаций, происходящих с высокой скоростью, получение компактных, высокоплотных материалов с объемной гомогенной ультрамелкозернистой (нано)структурой, обладающих повышенной прочностью, а также сверхпластичным поведением при сравнительно низких начальных температурах.
Технический результат заключается в том, что после обработки материалов с использованием заявляемого изобретения они приобретают ультрамелкозернистую (нано)структуру за счет интенсивной пластической деформации при высокоскоростном нагружении образца при внешнем воздействии от импульсных источников (горение пороха, инициирование ВВ, электромагнитные пушки и т.д.), снижающей вероятность развития процесса зарождения и роста трещин в деформируемом материале за счет уменьшения времени воздействия напряжений на рабочий участок каналов (зона пересечения каналов), а это в свою очередь обеспечивает высокую производительность процесса деформации, снижение требований к прочности оснастки и ее габаритам.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе динамической обработки материалов, включающем размещение образца в оснастке и продавливание его воздействием импульсных источников энергии, разгон образца выполняют до продавливания, которое осуществляют через расположенные в оснастке под углом и пересекающиеся каналы.
Особенностью заявляемого изобретения является то, что при проведении заявителем анализа уровня техники, включающего поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна" по действующему законодательству.
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения.
Был выявлен способ обработки материалов, описанный в статье Р.З.Валиева "Развитие равноканального углового прессования для получения ультрамелкозернистых металлов и сплавов", опубликованной в журнале "Металлы" №1, 2004 г., стр.15-21, включающий продавливание образца через каналы в оснастке, расположенные в ней под углом друг к другу и пересекающиеся. Каждый известный способ обработки материалов не позволяет самостоятельно решить поставленную задачу. И только в совокупности с остальными ограничительными и отличительными признаками предлагаемого изобретения возможно получение указанного технического результата и решение задачи по созданию способа динамической обработки материалов для получения материалов с объемной ультрамелкозернистой (нано)структурой с высокой прочностью и пластичностью.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии заявленного изобретения условию "изобретательский уровень".
Способ осуществляется следующим образом.
Обрабатываемый образец помещается во входной канал матрицы. С помощью продуктов взрыва ВВ или пороховых газов, воздействующих на прессующий пуансон, происходит разгон образца, а затем, за счет запасенной кинетической энергии, продавливание его через пересекающиеся каналы: из входного с разворотом в боковой. Процесс деформации образца длится всего несколько миллисекунд. Скорость деформации материала в ударных волнах и волнах разгрузки составляет ~ 103-105c-1.
Деформацию материала проводят несколькими проходами по каналам до получения равномерной ультрамелкозернистой размерности зерен. Для проведения повторного нагружения образец извлекают из выходного канала матрицы и вновь помещают в ее входной канал. Матрица выполнена составной из двух частей, что облегчает ее демонтаж и разборку. При специально подобранных скоростях образца, он проходит каналы, не деформируя матрицу, что позволяет автоматизировать процесс и резко повысить производительность.
Пример. В качестве импульсного источника энергии используется пороховая пушка. Медный образец, имеющий диаметр 14 мм и длину 65 мм, размещается на входе матрицы соосно ее входному каналу. К торцу образца соосно пристыковывается пушка с размещенным в ее стволе пуансоном так, что торец пуансона упирается в торец образца. По достижении заданного давления газа происходит срез фиксирующего пояска пуансона и осуществляется разгон пунсона и образца. К моменту подхода образца к пересечению каналов матрицы он приобретает скорость 230 м/с и продавливается в выходной канал, расположенный под углом 90° к входному, заполняя его. Матрица разбирается, и из нее извлекается образец. Описанный процесс повторяется от 4 до 16 раз до получения ультрамелкозернистой структуры материала.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении, при использовании изобретения, следующей совокупности условий: способ динамической обработки материалов, включающий в себя операции разгона и продавливания образца через пересекающиеся каналы матрицы, расположенные под углом, за счет энергии импульсных источников позволил добиться оптимальных условий, обеспечивших измельчение зерна материала при динамическом нагружении, получить ультрамелкозернистые образцы длиной в несколько раз больше, чем по традиционной технологии, которые в дальнейшем могут раскатываться в листовой материал; существенно расширить номенклатуру использования ультрамелкозернистых материалов; значительно снизить их стоимость, что позволяет способу приобрести промышленное значение; проводить компактацию исходно мелкозернистых и ультрамелкозернистых структурных порошков и получать на их основе крупногабаритные изделия.
Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность осуществления способа динамической обработки материалов и способность обеспечения достижения усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".
Claims (1)
- Способ динамической обработки материалов, включающий размещение образца в оснастке и продавливание его воздействием импульсных источников энергии, отличающийся тем, что до продавливания образца производят его разгон воздействием импульсных источников энергии, а продавливание осуществляют через расположенные в оснастке под углом пересекающиеся каналы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004131484/02A RU2283717C2 (ru) | 2004-10-28 | 2004-10-28 | Способ динамической обработки материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004131484/02A RU2283717C2 (ru) | 2004-10-28 | 2004-10-28 | Способ динамической обработки материалов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004131484A RU2004131484A (ru) | 2006-04-27 |
RU2283717C2 true RU2283717C2 (ru) | 2006-09-20 |
Family
ID=36655265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004131484/02A RU2283717C2 (ru) | 2004-10-28 | 2004-10-28 | Способ динамической обработки материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2283717C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457055C2 (ru) * | 2010-07-15 | 2012-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ангарская государственная техническая академия" | Способ гидроэкструзионной обработки металлов |
RU2460599C2 (ru) * | 2010-07-15 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ангарская государственная техническая академия" | Устройство для гидроэкструзионной обработки металлов |
RU2569442C2 (ru) * | 2014-01-22 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Способ получения дисперсно-упрочненных материалов при динамическом нагружении |
-
2004
- 2004-10-28 RU RU2004131484/02A patent/RU2283717C2/ru active IP Right Revival
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ВАЛИЕВ Р.З. Развитие равноканального углового прессования для получения ультрамелкозернистых металлов и сплавов, Металлы, 2004, №1, с.15-21. * |
Высокоскоростное деформирование металлов, Под ред. Шахназарова А.М., Москва, Машиностроение, 1966, с.109-110, 114, 119-121, рис.7.4. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2457055C2 (ru) * | 2010-07-15 | 2012-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ангарская государственная техническая академия" | Способ гидроэкструзионной обработки металлов |
RU2460599C2 (ru) * | 2010-07-15 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ангарская государственная техническая академия" | Устройство для гидроэкструзионной обработки металлов |
RU2569442C2 (ru) * | 2014-01-22 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Способ получения дисперсно-упрочненных материалов при динамическом нагружении |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004131484A (ru) | 2006-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3842646A (en) | Process and apparatus for densifying powder metal compact to form a gear having a hub portion,and preferred powder metal compact shape for use therewith | |
RU2283717C2 (ru) | Способ динамической обработки материалов | |
US2948923A (en) | High pressure, explosive-activated press | |
WO2009102254A1 (en) | Splinter shell and method for producing the same | |
Zhu et al. | Effect of tempering temperature on expansion and fracture mechanism of 40CrMnSiB steel cylinder shell | |
Khomshaya et al. | Study of the structure and mechanical properties of submicrocrystalline and nanocrystalline copper produced by high-rate pressing | |
Chelluri et al. | Powder forming using dynamic magnetic compaction | |
RU2317171C2 (ru) | Способ формообразования пакета деталей оживальной формы | |
RU2504455C1 (ru) | Способ получения заготовок из порошковых металлических материалов | |
Zhuowei et al. | Experimental and numerical research on shock initiation of pentaerythritol tetranitrate by laser driven flyer plates | |
CA1097150A (en) | Plastic deformation method for shaping material by using impact pressure of liquid | |
Iyama et al. | Magnesium alloy forming using underwater shock wave by wire electric discharge | |
RU76837U1 (ru) | Баллистический пресс | |
EP1681112A1 (en) | Method for manufacturing an inert ballistic element used for training purposes and the inert ballistic element manufactured using said method. | |
RU154583U1 (ru) | Устройство для многоциклового равноканального углового прессования заготовок | |
Pearson | Metal working with explosives | |
Rogovoy et al. | Finite-element modeling of plastic working of steel billets | |
RU2240205C1 (ru) | Способ получения композиционных сверхпроводящих изделий из порошка | |
Usherenko et al. | Multifactor experiments under superdeep-penetration conditions | |
RU2219023C1 (ru) | Способ получения сваркой взрывом изделий с внутренними каналами | |
US5314655A (en) | Method and apparatus for producing continuous powder metallurgy compacts | |
JP2005013838A (ja) | 多孔質材料の衝撃加圧・加熱処理方法及びそのための装置 | |
RU2202434C2 (ru) | Способ деформационной обработки материалов и устройство для его осуществления (варианты) | |
RU2335378C2 (ru) | Устройство для ударного прессования порошковых и пористых материалов | |
EP1574813A3 (en) | Super compressed detonation method and device to effect such detonation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081029 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110527 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121029 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20131210 |