RU2410469C2 - Способ упрочнения металлических изделий - Google Patents
Способ упрочнения металлических изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2410469C2 RU2410469C2 RU2009102728/02A RU2009102728A RU2410469C2 RU 2410469 C2 RU2410469 C2 RU 2410469C2 RU 2009102728/02 A RU2009102728/02 A RU 2009102728/02A RU 2009102728 A RU2009102728 A RU 2009102728A RU 2410469 C2 RU2410469 C2 RU 2410469C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- copolymer
- article
- binder
- metallurgy
- Prior art date
Links
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам упрочнения металлических изделий с использованием неорганических порошков, и может быть использовано для увеличения срока службы изделий в любых областях промышленности. Способ включает нанесение легирующего порошка на поверхность ленточного заряда взрывчатого вещества кольцевой формы и размещение заряда вокруг обрабатываемого изделия на расстоянии R, которое находится в пределах 0<R<0,414R1, где R1 - радиус изделия. После чего осуществляют воздействие на изделие метанием высокоскоростных струй легирующего порошка с боковой поверхности заряда при его взрыве. При этом на боковую поверхность заряда дополнительно наносят связующее. В качестве связующего используют сополимер, растворенный во фракции легких углеводородов и содержащий от четырех до девяти атомов углерода. Причем метание высокоскоростных струй осуществляют до полной полимеризации сополимера. Технический результат - повышение легирующей способности изделия, повышение его износостойкости и ресурса работы. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, к способам покрытия металлических материалов, конкретнее к их упрочнению с использованием неорганических порошков с использованием давления и за счет осаждения концентрированной энергии частиц порошка, и может быть использовано для увеличения срока службы металлических деталей в любых областях промышленности.
Известны способы упрочнения металлических изделий, заключающиеся в их бомбардировке потоком частиц (Ушеренко СМ. Сверхглубокое проникание частиц в преграды и создание композиционных материалов. // Автореферат дис. д.т.н. - Минск: НИИ импульсных процессов, 1998. - 209 с., Кирсанов Р.Г. Исследование кинетики процессов, структуры и свойств металлов, подвергнутых ударно-волновому воздействию потока дискретных частиц в режиме сверхглубокого проникания. // Автореф. дис. к.ф.-м.н. - Самара: СГТУ, 1997. - 23 с), разогнанных продуктами детонации заряда взрывчатого вещества, при этом наблюдается эффект сверхглубокого проникания частиц размерами 10-100 мкм на глубину порядка десятков мм, что превышает их диаметр в тысячи раз. Каналы, образующиеся при движении частиц в образцах, как правило, схлопываются и имеют вид нитевидных треков, состоящих из смеси легирующего вещества и материала матрицы. В конце трека находится остановившаяся частица, причем уменьшенная в несколько раз.
Недостатками данных способов являются сложность технологического процесса, низкая износостойкость, неравномерность нанесения легирующего элемента, а значит, низкая легирующая способность порошка.
Известен способ упрочнения металлических изделий цилиндрической формы, заключающийся в воздействии концентрированными источниками энергии высокоскоростными струями. Воздействие осуществляют посредством метания высокоскоростных струй легирующего элемента, разогнанных с помощью ленточного заряда взрывчатого вещества кольцевой формы, расположенного вокруг обрабатываемой детали на расстоянии R, которое находится в пределах 0<R<0,414R1, где R1 - радиус детали, причем метание производят однократно с боковой поверхности заряда (Патент РФ №2142023, МПК: С23С 24/04, Способ упрочнения металлических поверхностей цилиндрической формы, авторы: Кирсанов Р.Г., Кривченко А.Л. и др., опубл. 27.11.1999 г.).
К недостаткам данного способа следует отнести низкую легирующую способность (от 3% до 5% общей массы порошка проникает в мишень), сыпучесть порошка затрудняет его равномерное распределение над поверхностью мишени, что приводит к неоднородной обработке изделия.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является повышение износостойкости за счет увеличения равномерности нанесения легирующего элемента и увеличение легирующей способности.
Технический результат достигается тем, что в способ упрочнения металлических изделий, включающий воздействие концентрированными источниками энергии посредством метания высокоскоростных струй легирующего элемента, разогнанного с помощью ленточного заряда взрывчатого вещества кольцевой формы, расположенного вокруг обрабатываемой детали на расстояние R, которое находится в пределах 0<R<0,414R1, где R1 - радиус детали, причем метание производят однократно с боковой поверхности заряда, дополнительно введен сополимер, содержащий от четырех до девяти атомов углерода, который растворяют во фракции легких углеводородов, наносят его на металлическую поверхность в качестве связующего и на металлическое изделие напыляют метанием высокоскоростными струями легирующий порошок до полной полимеризации растворенного сополимера с последующей обработкой поверхности металлического изделия. В качестве связующего сополимера используют эластичный бутилкаучук.
Воздействие высокоскоростными струями легирующего элемента осуществляют однократно с помощью заряда взрывчатого вещества, который расположен над обрабатываемой деталью, причем для равномерного распределения порошка над поверхностью мишени и увеличения количества легирующего элемента используют порошок и эластичное связующее, например бутилкаучук, который растворен в легких углеводородах и нанесен на поверхность заряда, обращенную к обрабатываемой детали, что дает равномерность нанесения порошка, причем расстояние от детали до заряда ВВ для цилиндрических деталей должно находиться в пределах от 0 до 0,414R1 (R1 - радиус детали), а радиус кольца заряда ВВ от R1 до 0,414R1 так как при выходе из этих границ не проходит проникание легирующего элемента в материал детали.
Пример:
1) Заготовки из стали 3X3М3Ф диаметром 220 мм и толщиной 60 мм упрочнялись по цилиндрической поверхности высокоскоростными струями карбида титана, нанесенным эластичным связующим (битулкаучук) на боковую поверхность заряда и разогнанными продуктами детонации. После обработки не наблюдалось сколов и выкрашивания поверхностного слоя образцов. Из поверхностного слоя обработанной заготовки вырезались образцы, которые подвергались испытаниям на износостойкость. Полученные результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1 | ||||
№ опыта | Расстояние от ВВ до обрабатываемой поверхности, мм | Глубина проработки, мм | Износостойкость | Примечания |
1 | 40 | 36 | 1,55 | Прототип |
2 | 50 | 29 | 1,60 | Прототип |
3 | 40 | 36 | 1,82 | Заявляемый |
4 | 50 | 29 | 1,85 | Заявляемый |
2) Заготовки из стали У8, выполненные в виде цилиндров высотой 30 мм и диаметром 20 мм, обрабатывались потоком частиц вольфрама (разогнанных взрывом гексогена) по плоской поверхности. Падение струй из частиц вольфрама осуществлялось перпендикулярно основанию цилиндрической заготовки. Образцы разрезались в плоскости, параллельной плоскости обработки, и проводились испытания на микротвердость. Полученные данные приведены в таблице 2.
Таблица 2 | ||
Способ обработки | Глубина, мм | Микротвердость, HV |
Только ударной волной | 5 | 335 |
10 | 315 | |
Струями легирующего элемента | 5 | 310 |
10 | 340 |
Предлагаемый способ упрочнения металлических изделий позволяет повысить легирующую способность изделия на 5-10%, повысить износостойкость, повысить ресурс металлических изделий в любой отрасли промышленности, которые подвержены быстрому износу.
Claims (2)
1. Способ упрочнения поверхности металлического изделия цилиндрической формы, включающий нанесение легирующего порошка на поверхность ленточного заряда взрывчатого вещества кольцевой формы, размещение заряда вокруг обрабатываемого изделия на расстоянии R, которое находится в пределах 0<R<0,414R1, где R1 - радиус изделия, и воздействие на изделие метанием высокоскоростных струй легирующего порошка с боковой поверхности заряда при его взрыве, отличающийся тем, что на боковую поверхность заряда дополнительно наносят связующее, в качестве которого используют сополимер, содержащий от четырех до девяти атомов углерода и растворенный во фракции легких углеводородов, а метание высокоскоростных струй осуществляют до полной полимеризации сополимера.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сополимера используют эластичный бутилкаучук.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009102728/02A RU2410469C2 (ru) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | Способ упрочнения металлических изделий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009102728/02A RU2410469C2 (ru) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | Способ упрочнения металлических изделий |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009102728A RU2009102728A (ru) | 2010-08-10 |
RU2410469C2 true RU2410469C2 (ru) | 2011-01-27 |
Family
ID=42698506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009102728/02A RU2410469C2 (ru) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | Способ упрочнения металлических изделий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2410469C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619550C1 (ru) * | 2016-08-29 | 2017-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ нанесения покрытия из антифрикционного твердого сплава |
-
2009
- 2009-01-27 RU RU2009102728/02A patent/RU2410469C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619550C1 (ru) * | 2016-08-29 | 2017-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Способ нанесения покрытия из антифрикционного твердого сплава |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009102728A (ru) | 2010-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2625618C1 (ru) | Способ получения многослойного композитного покрытия | |
RU2410469C2 (ru) | Способ упрочнения металлических изделий | |
Hreha et al. | Impact of abrasive mass flow rate when penetrating into a material on its vibration | |
Hlushkova et al. | Use of detonation sputtering to increase the durability of hydraulic hammer critical parts | |
RU2542196C1 (ru) | Способ нанесения покрытия на стальную основу | |
Buttler et al. | Explosively driven two-shockwave tools with applications | |
RU2590433C1 (ru) | Способ повышения износостойкости изделий из твердых сплавов | |
Nesterenko et al. | Response of hot isostatically pressed Ti–6Al–4V targets to normal impact by conical and blunt projectiles | |
Student et al. | Structure and wear resistance of aluminium alloys coated with surface layer laser-modified by silicon carbide | |
Kukareko et al. | Effect of ion-beam nitriding on structure, phase state, and tribological behavior of efficient thermal spray coatings deposited from various classes of rod steels | |
Rinehart | Some experimental indications of the stresses produced in a body by an exploding charge | |
Petrov | Features of interaction of powder high-velocity particles with the surface layer of the target | |
Pokintelitsa et al. | The Study of the Kinetics of the Protective Coating Formation in the Mechanochemical Vibrational Method | |
RU2430991C1 (ru) | Способ ионной имплантации поверхности деталей из стали 30хгсн2а | |
Lu et al. | Influence of shot peening pressure on stress corrosion susceptibility of 304 austenitic stainless steel | |
RU2455368C1 (ru) | Способ упрочнения поверхности изделия из стали | |
RU2430193C1 (ru) | Способ получения износостойких покрытий с помощью детонационного напыления | |
RU2142023C1 (ru) | Способ упрочнения металлических изделий цилиндрической формы | |
Ishchenko et al. | Physical and mechanical properties of W-Ni-Fe-Co metal foam modified by titanium tungsten carbide alloying | |
Kaleicheva et al. | Investigation on Tribological Behavior of Ductile Cast Irons with Nanosized Particles | |
Ovchinnikov et al. | Improving properties of tool steels by method of dynamic alloying | |
Petrov et al. | Structural changes after high-speed impact of tungsten powder with a steel target | |
Majewski et al. | Copper-Graphene Composite Materials: Manufacturing Technology and Properties | |
RU2789642C1 (ru) | Способ химико-термической обработки твердосплавных пластин | |
RU2618289C1 (ru) | Способ повышения износостойкости изделий из твердых сплавов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110128 |