RU2555700C2 - Making of deep diffusion protective plies on proceeded articles and device to this end - Google Patents
Making of deep diffusion protective plies on proceeded articles and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2555700C2 RU2555700C2 RU2013142250/02A RU2013142250A RU2555700C2 RU 2555700 C2 RU2555700 C2 RU 2555700C2 RU 2013142250/02 A RU2013142250/02 A RU 2013142250/02A RU 2013142250 A RU2013142250 A RU 2013142250A RU 2555700 C2 RU2555700 C2 RU 2555700C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- workpiece
- protective
- product
- layers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к тем областям машиностроительного производства, где осуществляется формирование на поверхности применяемых для изготовления узлов и механизмов разного назначения стальных изделий, защитных поверхностных слоев, наличие которых в дальнейшем позволит существенно увеличить эксплуатационный ресурс этих используемых в самых разных сборных конструкциях и составляющих их деталей, а также и к устройствам, с помощью которых производится осуществление такого рода технологий, предназначенных для выполнения их упрочняющей обработки.The invention relates to those areas of engineering production, where the formation of steel products used for the manufacture of assemblies and mechanisms for various purposes on the surface, protective surface layers, the presence of which will subsequently significantly increase the service life of these components used in a variety of prefabricated structures and their constituent parts, is carried out, and also to devices with the help of which such technologies are implemented, intended for the implementation of which I strengthen general processing.
На настоящий момент времени известно техническое решение, применение которого до некоторой степени позволяет повысить износостойкость используемого для проведения формирования резьбы на стальных изделиях и обрабатывающего последние режущего инструмента.At the present time, a technical solution is known, the use of which to some extent improves the wear resistance of the thread used on steel products and the cutting tool that processes the latter.
В соответствии с этой существующей на настоящий момент времени известной технологией на рабочую поверхность такого нарезающего резьбу инструмента наносится износостойкое покрытие, обладающее повышенной степенью твердости. Осаждение его на боковой поверхности режущего зуба этого обрабатывающего металл изделия производится с помощью процесса, включающего в себя операцию по проведению так называемого «электроискрового легирования». При выполнении этой технологии обрабатываемое изделие устанавливают в специальную оснастку: мастер-шаблон и регулирующие интенсивность проведения подачи теплового потока радиаторы. Толщина формируемого на передней режущей рабочей поверхности самого упрочняемого таким образом профиля этого инструмента защитного слоя, получаемого по завершении процесса обработки, составляет величину всего лишь в 35-70 мкм (0,035-0,07 мм) - см. патент RU №2264895; B23H; «Способ упрочнения электроискровым легированием инструментов для нарезания резьбы», дата публикации: 27 ноября 2005 г. Однако, как очевидно следует из представленной в описании этого известного решения технической информации, само проведение этой существующей на данный момент времени технологии связано с настоятельной необходимостью использования для ее осуществления достаточно сложных и дорогостоящих специализированных технических систем, обеспечивающих процесс ее выполнения (мастер-шаблоны и радиаторы, изготовленные из высокотемпературопроводного материала).In accordance with this currently known technology, a wear-resistant coating having a high degree of hardness is applied to the working surface of such a threading tool. Its deposition on the lateral surface of the cutting tooth of this metal-processing product is carried out using a process that includes the operation of the so-called "electrospark alloying". When implementing this technology, the workpiece is installed in special equipment: a master template and radiators that control the intensity of the heat flow. The thickness of the protective layer formed on the front cutting working surface of the profile of this tool hardened in this way, obtained at the end of the processing process, is only 35-70 microns (0.035-0.07 mm) - see patent RU No. 2264895; B23H; “Method for hardening with electric spark alloying tools for thread cutting”, publication date: November 27, 2005. However, as evident from the technical information presented in the description of this well-known solution, the actual implementation of this existing technology at the moment is associated with the urgent need to use it the implementation of rather complex and expensive specialized technical systems that ensure the process of its implementation (master templates and radiators made of high-temperature raturoprovodnogo material).
Кроме того, формируемый проведением указанного выше метода искрового легирования защитный слой представляет собой полученную на поверхности изделия полосу, имеющую лишь очень незначительную собственную глубину (0,035-0,07 мм).In addition, the protective layer formed by the above method of spark doping is a strip obtained on the surface of the product having only a very small intrinsic depth (0.035-0.07 mm).
Все перечисленное выше, в конечном итоге, и не позволяет осуществлять формирование на обрабатываемых стальных изделиях глубоких защитных поверхностных слоев, обладающих к тому же целым набором достаточно высоких технических показателей, обеспечивающих при применении последних по прямому назначению саму возможность резкого повышения эксплуатационного ресурса такого рода конструктивных деталей, без привлечения для достижения указанной выше цели существенных и необходимых для выполнения всего этого, дополнительных затрат финансовых и трудовых ресурсов.All of the above, ultimately, does not allow the formation of deep protective surface layers on processed steel products, which also have a whole set of sufficiently high technical indicators, which, when using the latter for their intended purpose, provide the very possibility of a sharp increase in the operational life of such structural parts without attracting to achieve the above goals significant and necessary for the implementation of all this additional financial costs and labor resources.
Кроме указанного выше, на настоящий момент времени известно еще одно техническое решение, которое используется при выполнении обработки металлургического проката, на поверхности которого присутствуют слои сформированной в процессе осуществления их «горячего передела», так называемой «толстослойной» окалины.In addition to the above, at the present time, another technical solution is known that is used when processing metallurgical products, on the surface of which there are layers formed during the implementation of their "hot redistribution", the so-called "thick" scale.
Для ее удаления, выполняемого с одновременным формированием на поверхности обрабатываемых изделий дополнительной пленки защитного покрытия, процесс осуществления этой, указанной ниже, известной технологии производят следующим образом.To remove it, performed with the simultaneous formation of an additional protective coating film on the surface of the workpieces, the process of implementing this known technology indicated below is carried out as follows.
По поверхности обрабатываемого стального изделия, на которой присутствует трудно удаляемая «толстая» окалина, перемещают накатной инструмент. Само это обрабатываемое изделие при этом приводится во вращение, а передвижение контактирующего с его наружными слоями самого исполнительного органа осуществляют синхронно с проведением переноса вдоль участков осуществления указанной выше обработки генерируемого в этих же областях обрабатывающего магнитного поля.A rolling tool is moved along the surface of the steel product to be processed, on which hard-to-remove "thick" scale is present. In this case, the workpiece itself is driven into rotation, and the movement of the actuator itself in contact with its outer layers is carried out synchronously with the transfer along the processing sites of the above processing generated in the same areas of the processing magnetic field.
Применяемое при осуществлении этой известной технологии магнитное поле является переменным и вращающимся, а его напряженность в зоне очистки составляет величину 1×103÷1×106 А/м, а частота - 20-70 Гц.The magnetic field used in the implementation of this known technology is variable and rotating, and its intensity in the cleaning zone is 1 × 10 3 ÷ 1 × 10 6 A / m, and the frequency is 20-70 Hz.
Само обрабатываемое изделие, вдоль всей поверхности которого производят перестановку механического накатника, а также еще и перенос генерируемого в зоне его воздействия физического поля, осуществляет функции замыкающего соединительного звена для создаваемого в обрабатывающем контуре суммарного магнитного потока.The workpiece itself, along the entire surface of which the mechanical knurling is rearranged, as well as the transfer of the physical field generated in the zone of its influence, performs the function of a closing connecting link for the total magnetic flux created in the processing circuit.
Применяемый в ходе осуществления этой известной технологии обработки изделий замкнутый контур состоит из набора состыкованных между собой пластин из магнитопроводящего материла. В теле самих образующих такой контур отдельных деталей размещены обмотки-катушки, которые имеют электрическую связь с соответствующими разными фазами подающего переменный ток внешнего трехфазного источника питания. При этом одна из составляющих этот магнитный генератор пластин имеет сквозной паз, габариты которого позволяют производить установку в нем обрабатываемого изделия.The closed loop used in the implementation of this well-known product processing technology consists of a set of magnetically conductive material plates joined together. In the body of the individual parts forming such a circuit, winding coils are placed that are electrically connected to the corresponding different phases of the external three-phase power supply supplying alternating current. In this case, one of the components of this magnetic plate generator has a through groove, the dimensions of which allow installation of the workpiece in it.
Рабочий исполнительный орган, применяемый в этом известном устройстве, представляет собой контактирующий с наружной поверхностью обрабатываемого изделия механический накатник со сменной головкой, выполненной либо из «мягкого» пластика, либо из «жесткой» стали (см. патент RU 2401705; C1; B0824/00; C23F 15/00; «Способ проведения очистки поверхности изделий от слоев окалины с одновременным получением антикоррозийного покрытия и устройство для его осуществления», опубликовано 20.10.2010 г. - далее прототип).The working actuator used in this known device is a mechanical rolling device in contact with the outer surface of the workpiece with a replaceable head made of either “soft” plastic or “hard” steel (see patent RU 2401705; C1; B0824 / 00 ; C23F 15/00; “A method for cleaning the surface of products from descaling layers while obtaining an anti-corrosion coating and device for its implementation”, published on October 20, 2010 - hereinafter the prototype).
К положительным результатам, получаемым при завершении представленного выше известного технологического процесса-прототипа, следует отнести, прежде всего, наличие факта появления на обработанных с его применением изделиях, следующих, перечисленных ниже, положительных и характерных только для него специфических итоговых технических показателей:The positive results obtained upon completion of the above-mentioned prototype technological process should include, first of all, the fact that the products on the products processed with its use have the following specific and final technical indicators, positive and characteristic only for it:
а) выполняющая роль своего рода «крайне нежелательной пленочной оболочки» и прочно «сцепленная» с подложкой-основанием плотная «окалина» «отлетает» от поверхности металлических слоев обработанного с применением указанного выше метода изделия «как мячик», выполняя при этом своего рода «самопроизвольный» стихийный «отскок» вверх и в сторону от тела последнего,a) playing the role of a kind of “extremely undesirable film sheath” and firmly “bonded” to the base substrate, a dense “scale” “flies” from the surface of the metal layers of the “like a ball” product processed using the above method, performing a kind of “ spontaneous "spontaneous" rebound "up and away from the body of the latter,
б) под «очищенной» таким образом поверхностью прошедшей обработку детали формируется несколько модифицированных слоев, структура которых имеет ярко выраженные отличия относительно первоначальной.b) several modified layers are formed under the surface of the workpiece that has been “cleaned” in this way, the structure of which has pronounced differences relative to the original.
К такого рода «существенным» изменениям составляющих исходную кристаллическую решетку и входящих в объем металла подвергнутого обработке изделия, образующих его слоев, опять же следует отнести:Such "significant" changes that make up the initial crystal lattice and are included in the volume of the metal of the processed product, its layers, again include:
а) основное центральное ядро, принадлежащее объему такой детали, будут составлять структурные образования, несколько «облагороженные» относительно исходных и полученные за счет вытеснения из составляющих последние кристаллических решеток нарушающих их целостность «лишних» дислокаций, а также «избыточного» и «ненужного» для проведения последующей эксплуатации этой детали соответствующего количества атомов углерода, а кроме того, и «загрязняющих» металл компонентов-примесей - сера, фосфор, азот и т.д.a) the main central core, belonging to the volume of such a detail, will comprise structural formations that are somewhat “ennobled” relative to the initial ones and obtained by displacing from the constituent elements of the latter crystal lattices that violate their integrity, “extra” dislocations, as well as “excess” and “unnecessary” for the subsequent operation of this part of the corresponding number of carbon atoms, and in addition, the "polluting" metal impurity components - sulfur, phosphorus, nitrogen, etc.
В указанных выше центральных областях тела обрабатываемого изделия за счет выполнения этого искусственно организованного перетока формируются, в конечном итоге, зоны повышенной вязкости, а следовательно, до некоторой степени повышаются и показатели, определяющие пределы его циклической усталостной прочности (от 2 до 4 раз).In the above-mentioned central regions of the body of the workpiece due to the implementation of this artificially organized overflow, ultimately, zones of increased viscosity are formed, and therefore, indicators determining the limits of its cyclic fatigue strength (from 2 to 4 times) increase to some extent.
б) над такой «облагороженной» основой или «ядром», используя ее как своего рода основание-фундамент, располагаются слои, содержащие вновь образованные в теле детали фазовые структуры. Чаще всего они представлены зернами «цементита».b) over such a "ennobled" base or "core", using it as a kind of base-foundation, layers are located that contain phase structures newly formed in the body of the part. Most often they are represented by "cementite" grains.
Эта прослойка обладает достаточно высокой поверхностной твердостью, и показатели последней в целом ряде случаев могут достигать значения HRC, равного 62÷64 ед. Толщина второй по счету «прослойки» может составлять от 0,15÷2 мм.This layer has a fairly high surface hardness, and the latter in a number of cases can reach an HRC value of 62–64 units. The thickness of the second "layer" may be from 0.15 ÷ 2 mm
в) над этим структурным образованием затем надстраивается так называемый «сотовый» слой. В его составе как бы аккумулируются карбиды металлов, состоящие из легирующих изделие их примесей-добавок, например, таких как Cr3C2 (карбид хрома).c) the so-called “honeycomb” layer is then built over this structural formation. In its composition, metal carbides, as it were, are accumulated, consisting of impurities-additives doping the product, for example, such as Cr 3 C 2 (chromium carbide).
Толщина полученного при проведении обработки с использованием этой известной методики такого «сотового слоя» составляет относительно небольшую величину, в пределах 0,01÷0,1 мм.The thickness obtained during processing using this known technique of such a "honeycomb layer" is a relatively small amount, in the range of 0.01 ÷ 0.1 mm
г) и, наконец, завершает построение полученного таким методом своего рода «многослойного сэндвича» как бы нанесенное на подстилающий «сотовый слой» пленочное покрытие, состоящее преимущественно из аморфного железа. В качестве добавок к нему следует рассматривать выведенные из толщи объема обработанного металла соединения неметаллов-загрязнителей (серы, фосфора, азота и т.д.).d) and, finally, completes the construction of a kind of “multilayer sandwich” obtained by this method, as if a film coating, mainly consisting of amorphous iron, applied to the underlying “honeycomb layer”. As additives to it, compounds of non-metal pollutants (sulfur, phosphorus, nitrogen, etc.) derived from the thickness of the volume of the treated metal should be considered.
Толщина полученного указанным выше образом «защитной» пленки-покрытия может достигать значения в 0,015÷0,6 мм.The thickness of the “protective” coating film obtained in the above manner can reach a value of 0.015–0.6 mm.
Ее защитные антикоррозионные свойства практически полностью совпадают с аналогичными показателями химического покрытия, полученного проведением процесса горячего фосфатирования в поверхностных слоях металла, на обрабатываемых таким образом в «горячих» фосфатных растворах стальных изделиях.Its protective anticorrosion properties almost completely coincide with those of the chemical coating obtained by carrying out the hot phosphating process in the surface layers of metal on steel products processed in this way in “hot” phosphate solutions.
Но и в этом случае, при использовании указанной выше известной технологии обработки, все-таки так и не удается гарантировать возможность достижения хоть сколько-нибудь «выдающегося» и необходимого положительного результата.But even in this case, using the above-mentioned known processing technology, it still does not manage to guarantee the possibility of achieving at least some “outstanding” and necessary positive result.
Суть проблемы заключается, прежде всего, в том, что при применении этого известного технического решения не обеспечивается формирование в процессе проведения обработки набора из оптимальных условий, наличие которого бы, в конечном итоге, и позволило осуществлять синтез в поверхностных слоях упрочняемых изделий глубоко заходящих в толщу объема составляющего последние металла новых «защитных» структурных образований, обладающих достаточно высокими показателями относительно имеющихся у них физико-химических характеристик, а также и соответствующим набором собственных прочностных свойств.The essence of the problem lies, first of all, in the application of this well-known technical solution, the formation of a set of optimal conditions during processing is not ensured, the presence of which, ultimately, would allow the synthesis in the surface layers of hardened products deeply entering the thickness the volume of the new “protective” structural formations constituting the last metal, which possess rather high indices relative to their physical and chemical characteristics, as well as appropriate set of own strength properties.
Как наглядно видно из представленной в тексте описания этой известной технологии (прототипе) информации, получаемые после ее осуществления на изделии поверхностные защитные слои никоим образом нельзя отнести к категории «глубокие». Как указано в этом техническом решении, толщина последних всегда и при всех условиях проведения обработки остается в пределах, составляющих значение всего лишь от 0,015 до 2,0 мм.As can be clearly seen from the description of this well-known technology (prototype) presented in the text, the information obtained after its implementation on the product surface protective layers can in no way be classified as "deep". As indicated in this technical solution, the thickness of the latter always and under all processing conditions remains within the range of only 0.015 to 2.0 mm.
Кроме того, приобретенные ими в процессе собственного формирования защитные характеристики тоже могут, так сказать, «желать лучшего». Вряд ли можно отнести к «экстраординарным» показатели коррозионной стойкости защитной пленки из аморфного железа, характеристики которой очень близко приближаются к тем, что имеет обыкновенное горячее фосфатное покрытие. Последнее давно и устойчиво входит в «группу» так называемых слабых защитных образований и не может являться даже хоть сколько-то значимым конкурентом широко используемому в технике металлическому тонкослойному цинковому.In addition, the protective characteristics acquired by them in the process of their own formation can also, so to speak, “wish for the best”. It is hardly possible to attribute to the “extraordinary” indicators the corrosion resistance of a protective film made of amorphous iron, the characteristics of which are very close to those that have an ordinary hot phosphate coating. The latter has long and steadily been included in the “group” of so-called weak protective formations and cannot even be at least some significant competitor to the metal thin-layer zinc widely used in technology.
Кроме всего этого, в случае необходимости осуществления обработки на изделиях, имеющих сложный профиль поверхности, сама возможность применения этого известного технического решения - прототипа сразу же и однозначно попадает в разряд, характеризующий практическую целесообразность использования этой методики как относящуюся к категории - «выполнение этого процесса следует считать экономически неприемлемым».In addition to all this, if it is necessary to carry out processing on products having a complex surface profile, the very possibility of applying this well-known technical solution - the prototype immediately and definitely falls into the category characterizing the practical feasibility of using this technique as belonging to the category - "the implementation of this process follows considered economically unacceptable. "
Это объясняется, прежде всего, тем, что «большой букет проблем» обязательно выявляется при попытке осуществления с применением указанной выше известной технологии, необходимого для ее осуществления деформационного воздействия на наружные слои металла, входящие в объем этого изделия и образующие, в свою очередь, сложные отдельные составляющие тело обрабатываемой детали элементы ее профиля.This is due, first of all, to the fact that a “big bunch of problems” is necessarily revealed when trying to implement using the above-mentioned known technology, which is necessary for its implementation of deformation effects on the outer layers of the metal, which are included in the volume of this product and, in turn, form complex individual components of the body of the workpiece the elements of its profile.
Эти «прослойки», по вполне понятным причинам, могут размещаться преимущественно на криволинейных участках профиля изделия, которые, к тому же, еще и обладают и достаточно сложной пространственной конфигурацией.These "layers", for obvious reasons, can be placed mainly on the curved sections of the product profile, which, moreover, also have a fairly complex spatial configuration.
Так, например, профиль любой резьбы формируется «спиралевидной треугольной ленточкой», имеющей боковую рабочую поверхность, «плоскую вершину», разделяющую соседние гребни резьбы «впадину» и т.д.So, for example, the profile of any thread is formed by a “spiral triangular ribbon” having a lateral working surface, a “flat top” dividing adjacent thread ridges, a “trough”, etc.
Таким образом, основная суть проблемы, возникающей при выполнении такого рода обработки, осуществляемой с использованием этой указанной выше известной методики, будет заключаться, прежде всего, в том, что при ее проведении встает практически неразрешимая задача, напрямую связанная с неизбежностью изготовления необходимой для ее выполнения «очень и очень сложной» оснастки. Последняя должна обеспечить перемещение находящегося в зоне влияния магнитного контура накатного инструмента по всем составляющим указанные выше плоскости участкам, как по боковой поверхности спиральной «ленточки» опоясывающей деталь треугольной резьбы, так и по ее вершине, а также и в разделяющей нитки этого криволинейного профиля, промежутке - впадине.Thus, the main essence of the problem that arises when performing this kind of processing, carried out using this known method indicated above, will be, first of all, that when it is carried out, an almost insoluble problem arises that is directly related to the inevitability of the manufacture necessary for its implementation "Very, very complex" snap. The latter should ensure the movement of the rolling tool located in the zone of influence of the magnetic contour along all parts of the above-mentioned plane sections, both along the lateral surface of the spiral "ribbon" surrounding the triangular thread part and along its top, as well as in the separating thread of this curved profile, in the gap - the hollow.
Таким образом, вследствие действия комплекса перечисленных здесь обстоятельств, обеспечивающее такого рода перемещение деформирующего металл накатника приспособление, в случае если возникает настоятельная необходимость его использования, получится настолько сложным, что его изготовление и последующая эксплуатация будут связаны с привлечением для этого огромных и просто «неподъемных» финансовых затрат.Thus, due to the action of the complex of circumstances listed here, the device providing such a movement of the deforming metal rolling tool, if there is an urgent need for its use, will turn out to be so complex that its manufacture and subsequent operation will involve the involvement of huge and simply “unbearable” ones financial costs.
Следует еще дополнительно указать и на то, что в этом известном техническом решении для формирования в наружных слоях новых твердых фазовых цементитных структур используется принцип организации перемещения составляющего их «строительного» материала, извлекаемого непосредственно из более глубоко лежащих под ними внутренних слоев, входящих в объем тела детали, металла, т.е. из сердцевины этого изделия. Таким образом, возникает ситуация, заключающаяся в преимущественном использовании для выполнения необходимой структурной фазовой перестройки указанных выше зон ее «основного» протекания, только одних, так сказать, «внутренних ресурсов». Наличие действия этого «ограничительного фактора» и не дает возможность проведения «резкого» повышения глубины получаемых известной обработкой новых структурных образований до значений, определяющих их возможную толщину, достигающую величин порядка 10 мм и выше.It should also be additionally pointed out that in this well-known technical solution, for the formation in the outer layers of new solid phase cementite structures, the principle of organizing the movement of their constituent “building” material, extracted directly from the inner layers lying deeper beneath them, entering the body volume, is used parts, metal, i.e. from the core of this product. Thus, a situation arises consisting in the predominant use for the necessary structural phase adjustment of the above zones of its “main” course, only one, so to speak, “internal resources”. The presence of the action of this “limiting factor” does not make it possible to carry out a “sharp” increase in the depth of new structural formations obtained by known treatment to values that determine their possible thickness, reaching values of the order of 10 mm and higher.
Для устранения перечисленных выше существенных недостатков, в предлагаемом способе, а также и в применяемом при проведении его исполнения устройстве, в самих предложенных здесь технических решениях и используется целый ряд новых, отличительных существенных признаков. Суть последних раскрывается ниже.To eliminate the above-mentioned significant shortcomings, in the proposed method, as well as in the device used in carrying out its execution, the technical solutions proposed here themselves use a number of new, distinctive essential features. The essence of the latter is disclosed below.
Внесение их и обеспечивает получение в процессе осуществления формирования защитных поверхностных слоев на обрабатываемом изделии синтезируемых с применением предлагаемого способа, заранее заданного и неочевидного, существенно нового положительного эффекта.Their introduction and ensures that in the process of forming protective surface layers are synthesized on the workpiece being synthesized using the proposed method, a predetermined and non-obvious, substantially new positive effect.
Целью предлагаемого изобретения является повышение степени надежности работы применяемых в устройствах и механизмах в качестве необходимых их конструктивных составляющих и используемых таким образом в последних отдельных сборочных элементов, а также существенное продление эксплуатационного ресурса указанных выше конструктивных узлов.The aim of the invention is to increase the degree of reliability used in devices and mechanisms as the necessary structural components and thus used in the last individual assembly elements, as well as a significant extension of the operational life of the above structural units.
Возможность же получения указанного выше положительного эффекта обеспечивается, прежде всего, тем, что применяемая для проведения деформации поверхностных слоев металла, составляющих отдельные элементы профиля объема обрабатываемых изделий, и используемая для осуществления указанной выше операции технологическая оснастка имеет достаточно простое конструктивное исполнение.The possibility of obtaining the above positive effect is ensured, first of all, by the fact that the tooling used to carry out the deformation of the surface layers of the metal constituting the individual elements of the volume profile of the workpiece and the tooling used to carry out the above operation has a fairly simple design.
Кроме того, для увеличения толщины формируемых на этих элементах профиля обрабатываемых изделий и создающих на них своего рода «набор защитных прослоек» такого рода технологических образований, а также еще и для существенного повышения стойкости последних по отношению к неблагоприятным внешним агрессивным воздействиям деформацию этих слоев металла выполняют при активном участии в проведении этого процесса дополнительных «внешних доноров», т.е. облегчающих протекание заданных технологией обработки структурных преобразований «активных» элементов, таких как атом углерода, а также и других, необходимых для синтеза новых фазовых образований, добавочных «строительных» компонентов. В роли этих доноров выступает как сам применяемый в процессе выполнения обработки «накатной инструмент», так и окружающий обрабатываемую деталь объем специально изготовленного для ее осуществления, многокомпонентного жидкого химического раствора-суспензии.In addition, in order to increase the thickness of the processed products formed on these elements and create a kind of “set of protective layers” for such technological formations on them, as well as to significantly increase the resistance of the latter to adverse external aggressive influences, the deformation of these metal layers is performed with the active participation of additional “external donors” in this process, i.e. facilitating the flow of structural transformations of “active” elements, such as a carbon atom, specified by the processing technology, as well as other, necessary for the synthesis of new phase formations, additional “building” components. The role of these donors is played by both the “knurling tool” used in the process of processing and the volume of the multicomponent liquid chemical solution-suspension specially made for its implementation surrounding the workpiece.
Исходя из всего, изложенного ранее, можно отметить, что достижение указанной выше цели, обеспечивается, прежде всего, тем, что предлагаемый способ получения многослойного диффузионного защитного покрытия на металлических изделиях включает приложение к вращающемуся изделию деформирующего усилия от рабочего инструмента. Последний при этом перемещается вдоль всех участков поверхности, составляющих профиль этой обрабатываемой детали.Based on everything stated above, it can be noted that the achievement of the above goal is ensured, first of all, by the fact that the proposed method for producing a multilayer diffusion protective coating on metal products involves applying a deforming force to the rotating product from a working tool. The latter moves along all surface sections that make up the profile of this workpiece.
Кроме того, одновременно с проведением технологического переноса накатного инструмента по поверхности обрабатываемого изделия, производится еще и воздействие переменным вращающимся магнитным полем, с напряженностью в пределах 2,5*101-1*105 А/м и частотой 20-70 Гц на соответствующие участки поверхности изделия, в которых и протекает деформация наружных слоев металла.In addition, simultaneously with the technological transfer of the knurling tool over the surface of the workpiece, an alternating rotating magnetic field is also applied, with an intensity within 2.5 * 10 1 -1 * 10 5 A / m and a frequency of 20-70 Hz to the corresponding sections of the surface of the product in which the deformation of the outer layers of the metal proceeds.
Новым в предлагаемом способе является то, что при его осуществлении в качестве накатного инструмента используют стальную дробь с диаметром дроби от 0,3 мм до 3,0 мм.New in the proposed method is that when it is implemented as a rolling tool, steel shot with a shot diameter of 0.3 mm to 3.0 mm is used.
Указанная выше масса дроби размещается в водяной суспензии, которая содержит отмеченную ранее твердую составляющую в виде этой стальной дроби в количестве 29-31% от всего ее суммарного объема.The above mass of the fraction is placed in an aqueous suspension, which contains the previously noted solid component in the form of this steel fraction in an amount of 29-31% of its total volume.
Остальная ее часть включает в себя соединения свинца РвО 13,9-14,1%; РвO2 13,9-14,1%; соединения хрома Cr2O3 6,8-7,2%; соединения титана TiO2 9,9-10,2%; графитовую смазку 17,8% - 20,2% и воду H2O - соответственно, остальное, до 100%.The rest of it includes lead compounds RvO 13.9-14.1%; PbO 2 13.9-14.1%; chromium compounds Cr 2 O 3 6.8-7.2%; titanium compounds T i O 2 9.9-10.2%; graphite grease 17.8% - 20.2% and water H 2 O - respectively, the rest, up to 100%.
Указанную выше водяную суспензию, при осуществлении процесса обработки, помещают в полость применяемого круглого кольцевого корпуса.The above water suspension, during the processing process, is placed in the cavity of the used circular annular body.
В дальнейшем, в ее жидкий объем погружают металлическое изделие с условием обеспечения полного «захода» в него всех участков его поверхности, на которые наносят многокомпонентные защитные структуры.Subsequently, a metal product is immersed in its liquid volume with the condition of ensuring complete "entry" into it of all parts of its surface onto which multicomponent protective structures are applied.
Участвующие в проведении процесса обработки изделия слои жидкой суспензии равномерно распределяются вокруг всего его тела.The layers of the liquid suspension participating in the process of processing the product are evenly distributed around its entire body.
Затем, в общей массе этой, указанной выше, жидкой суспензии, выполняют угловые повороты металлического изделия, на котором производится нанесение защитного покрытия, осуществляемые относительно его продольной оси симметрии, со скоростью 15-30 оборотов в минуту, в течение 12-15 минут. Воздействие переменным вращающимся магнитным полем на обрабатываемое изделие выполняют с применением Ф-образных магнитных генераторов.Then, in the total mass of this liquid suspension described above, angular rotations of the metal product are performed, on which the protective coating is applied, carried out relative to its longitudinal axis of symmetry, at a speed of 15-30 revolutions per minute, for 12-15 minutes. The impact of an alternating rotating magnetic field on the workpiece is performed using F-shaped magnetic generators.
При этом «обрабатывающее» металлическое изделие магнитное поле имеет скопления магнитных линий, сформированные в виде вращающихся вокруг продольной оси пучков.In this case, the "processing" metal product magnetic field has clusters of magnetic lines formed in the form of beams rotating around the longitudinal axis.
Последние радиально проходят от периферийных областей к центру применяемого кольцевого круглого корпуса.The latter radially extend from peripheral regions to the center of the used circular annular body.
Сами эти используемые при проведении процесса обработки Ф-образные магнитные генераторы, размещают на наружной боковой поверхности круглого кольцевого корпуса, по трем установочным цилиндрическим спиралям.These F-shaped magnetic generators used during the processing process themselves are placed on the outer side surface of the circular annular body, along three mounting cylindrical spirals.
При этом количество Ф-образных магнитных генераторов составляет три или кратное этому числу любое другое их количество, а общее количество равномерно расставленных на такой упомянутой цилиндрической спирали этих же Ф-образных магнитных генераторов составляет от девяти до восемнадцати штук.The number of F-shaped magnetic generators is three or a multiple of this number, any other number, and the total number of the same F-shaped magnetic generators evenly spaced on such a cylindrical spiral is from nine to eighteen pieces.
Применяемое для осуществления предложенного способа получения многослойного диффузионного защитного покрытия на металлических изделиях технологическое устройство включает в свой состав магнитный генератор, выполненный в виде замкнутого магнитного контура.The technological device used to implement the proposed method for producing a multilayer diffusion protective coating on metal products includes a magnetic generator made in the form of a closed magnetic circuit.
Последний содержит в своем сборном теле входящие в него магнитопроводящие пластины, в которых опять же размещены обмотки-катушки, выполненные в виде соленоидов.The latter contains in its prefabricated body the magnetically conducting plates included in it, in which, again, winding coils are made in the form of solenoids.
Эти обмотки-катушки, в свою очередь, подключаются к соответствующим фазам внешнего трехфазного источника питания, который предназначен для проведения подачи на эти элементы переменного электрического поля.These winding coils, in turn, are connected to the corresponding phases of an external three-phase power source, which is designed to supply an alternating electric field to these elements.
К характерным существенным отличительным признакам указанного выше обрабатывающего устройства относится, прежде всего, то, что последнее содержит кольцевой круглый корпус с расположенной в его нижней части торцевой крышкой-днищем.The characteristic essential distinguishing features of the aforementioned processing device include, first of all, the fact that the latter comprises an annular round body with an end-bottom located in its lower part.
При этом отмеченный ранее кольцевой корпус выполнен с возможностью проведения размещения в его внутренней полости многокомпонентной водяной суспензии, содержащей в себе стальную дробь.Moreover, the annular housing previously noted is configured to accommodate a multicomponent aqueous suspension containing steel shot in its inner cavity.
Кроме того, используемый в составе предложенного обрабатывающего устройства замкнутый магнитный контур этого магнитного генератора выполнен из двух соединенных между собой составляющих его половин.In addition, the closed magnetic circuit of this magnetic generator used in the proposed processing device is made of two interconnected halves.
Каждая указанная выше отдельная половина магнитного контура состоит из собранных в пакеты отдельных магнитопроводящих пластин, состыкованных между собой с формированием цельного замкнутого конструктивного массива.Each of the aforementioned separate half of the magnetic circuit consists of individual magnetically conductive plates assembled in packets, joined together to form an integral closed structural array.
При этом обе составные части указанного выше, замкнутого контура имеют форму, совпадающую с очертанием половины буквы Ф. В каждой из отмеченных ранее половин магнитного генератора размещены по три обмотки-катушки, изготовленные в виде соленоида.In this case, both components of the aforementioned closed loop have a shape that coincides with the outline of half the letter F. In each of the previously mentioned halves of the magnetic generator, three winding coils are made in the form of a solenoid.
Кроме того, в выполненное в нижней поперечной горизонтальной перекладине каждого упомянутого магнитного генератора монтажное отверстие запрессован верхний конец, фокусирующий магнитный поток, цилиндрической насадки.In addition, in the mounting hole made in the lower transverse horizontal crossbeam of each said magnetic generator, the upper end, focusing magnetic flux, of the cylindrical nozzle is pressed.
На противоположном нижнем ее конце имеется впадина, обладающая формой гиперболоида вращения.At its opposite lower end there is a hollow having the form of a hyperboloid of revolution.
При этом указанные выше фокусирующие насадки размещены на кольцевом корпусе с помощью проходящих сквозь его стенки полых установочных втулок с отверстиями, предназначенными для закрепления в них этих, отмеченных ранее, фокусирующих насадок.At the same time, the focusing nozzles mentioned above are placed on the annular casing with the help of hollow installation sleeves passing through its walls with holes designed to fix these focusing nozzles noted earlier.
Сами же все эти перечисленные выше Ф-образные магнитные генераторы с фокусирующими насадками установлены на опоясывающих наружную поверхность используемого кольцевого корпуса установочных цилиндрических спиралях.All these F-shaped magnetic generators with the focusing nozzles listed above are mounted on mounting cylindrical spirals encircling the outer surface of the used annular housing.
Следует отметить еще и то, что количество применяемых для проведения монтажа магнитных генераторов установочных спиралей составляет три или кратное этому числу, любое другое их количество.It should also be noted that the number of installation spirals used for the installation of magnetic generators is three or a multiple of this number, any other number of them.
При этом всем общее количество равномерно расставленных на каждой упомянутой спирали отмеченных ранее обрабатывающих Ф-образных магнитных генераторов составляет от девяти до восемнадцати штук.In this case, the total number of uniformly spaced on each of the above-mentioned spiral marked previously processing F-shaped magnetic generators is from nine to eighteen pieces.
Кроме того, это обрабатывающее устройство выполнено с возможностью обеспечения кинематической связи верхнего конца обрабатываемого изделия с внешним приводом, используемым для осуществления его возвратно-поступательного перемещения по вертикали и выполнения его вращения, осуществляемого с угловыми поворотами этого изделия относительно собственной продольной оси симметрии.In addition, this processing device is configured to provide a kinematic connection of the upper end of the workpiece with an external drive used to effect its reciprocating movement vertically and rotate it with angular rotations of this product relative to its own longitudinal axis of symmetry.
В силу наличия всех этих перечисленных выше новых существенных технических признаков в применяемом для получения глубоких защитных диффузионных слоев способе обработки, а также и в конструкции используемого для его осуществления устройства, при проведении процесса получения защитных образованиЙ, выполняемого с помощью этих указанных выше технических решений, выявляется целый ряд особенностей, наличие факта действия которых и обеспечивает, в конечном итоге, возможность его успешного выполнения на изделиях, обладающих любой, сколь угодно сложной, пространственной конфигурацией.Due to the presence of all these new significant technical features listed above, the processing method used to obtain deep protective diffusion layers, as well as the design of the device used to implement it, during the process of obtaining protective formations performed using these technical solutions mentioned above, reveals a number of features, the fact of the action of which ensures, ultimately, the possibility of its successful implementation on products that have any the bottom is a complex, spatial configuration.
Для изучения закономерностей, выявляемых в процессе получения глубоких защитных прослоек на обрабатываемых в соответствии с предложенной технологией изделиях использовалась деталь, имеющая форму односторонней «шпильки» с проходящей по одному из ее концов крупногабаритной метрической резьбой (M96×4,5).To study the patterns revealed in the process of obtaining deep protective interlayers on products processed in accordance with the proposed technology, a part was used that had the form of a one-sided “hairpin” with a large metric thread passing through one of its ends (M96 × 4.5).
Следует сразу же разъяснить, что такого рода «защитной» обработке может подвергаться любое изделие, обладающее полученной на предшествующих ей стадиях технологического процесса, определенной заранее заданной ЧТД и соответствующей последней пространственной конфигурацией. Эта конфигурация может быть как «зеркально симметричной», так и не имеющей ярко выраженных соответствующих осей симметрии для проведения «четко заданной» ориентации составляющих изделие отдельных его частей. То есть форма обрабатываемых изделий может быть практически любой. Единственное требование, которое необходимо соблюдать в процессе нанесения на обрабатываемую деталь защитных «прослоек», обладающих «повышенной стойкостью», так это то, что такое изделие должно совершать либо угловые повороты, или другие «колебательные» циклические перемещения собственного тела в закрывающем ее поверхность обрабатывающем объеме применяемой для осуществления этой технологии и содержащей стальную дробь, многокомпонентной водяной суспензии-раствора.It should be immediately explained that such a “protective” treatment can be subjected to any product that has received at the previous stages of the technological process, a predetermined BST and the corresponding last spatial configuration. This configuration can be either “mirror symmetric” or not having clearly defined corresponding axes of symmetry for carrying out a “clearly defined” orientation of its individual parts. That is, the shape of the processed products can be almost any. The only requirement that must be observed during the application of protective “interlayers” on the workpiece with “increased resistance” is that such a product must make either angular rotations or other “oscillatory” cyclic movements of its own body in the machining surface that covers it the volume of multicomponent aqueous suspension-solution used to implement this technology and containing steel shot.
При этом надо еще и отметить, что совершаемые таким изделием повороты могут осуществляется в любых плоскостях относительно линии - оси его закрепления, иметь замкнутую, или наоборот, разомкнутую, но периодически повторяющуюся траекторию своего выполнения.It should also be noted that the turns made by such a product can be carried out in any planes relative to the line - the axis of its fastening, have a closed, or vice versa, open, but periodically repeating trajectory of its execution.
То есть, попросту говоря, через цикл предложенной обработки может проходить изделие любой формы и с любым наружным профилем. Следует только обеспечить его закрепление на конце вращающегося шпинделя или любого другого рабочего органа, пригодного для организации осуществления его движения в применяемом для ее выполнения устройстве. Указанный выше исполнительный узел должен лишь обеспечить совершение, кроме выполнения угловых поворотов, обрабатываемой деталью, еще и возможность проведения возвратно-поступательного перемещения ее тела, например, относительно собственной линии вертикали.That is, simply put, through the cycle of the proposed processing can pass the product of any shape and with any external profile. It is only necessary to ensure its fastening at the end of the rotating spindle or any other working body suitable for organizing its movement in the device used for its implementation. The aforementioned actuating unit should only ensure that, in addition to performing angular rotations, the part being machined, it is also possible to reciprocate its body, for example, relative to its own vertical line.
Итак, обрабатываемое изделие, имеющее форму «шпильки» с выполненной на ее нижнем конце крупногабаритной метрической резьбой, перед началом выполнения основного этапа предложенной технологии нанесения на его поверхность глубоких защитных слоев, закреплялось своим верхним концом непосредственно к торцу подвижного вращающегося шпинделя применяемого устройства.So, the workpiece in the form of a “hairpin” with a large metric thread made at its lower end, before starting the main stage of the proposed technology for applying deep protective layers on its surface, was fixed with its upper end directly to the end face of the moving rotating spindle of the device used.
Полость принадлежащего ему же круглого кольцевого корпуса предварительно заполнялась многокомпонентной «грязеобразной» водяной суспензией, одной из составляющих которой являлась насыпная масса, формируемая из зерен стальной дроби с габаритными размерами 0,3-3,0 мм. Материал, из которого выполнялась указанная выше дробь, соответствовал марке ст.3. Кроме зерен стальной дроби, в состав этой «вязкой» водяной суспензии входили еще и следующие компоненты:The cavity of the circular annular case belonging to it was preliminarily filled with a multicomponent “mud-like” water suspension, one of the components of which was a bulk mass formed from grains of steel shot with overall dimensions of 0.3-3.0 mm. The material from which the aforementioned fraction was carried out corresponded to the mark of Art. 3. In addition to grains of steel shot, the composition of this “viscous” aqueous suspension also included the following components:
1. Твердая составляющая указанной выше композиции, представленная насыпным объемом из стальной дроби с диаметрами зерен - 0,3-3,0 мм - 30%;1. The solid component of the above composition, represented by the bulk volume of steel shot with grain diameters of 0.3-3.0 mm - 30%;
2. Соединения свинца PbO - 14,0%; PbO2 - 14,0%;2. PbO lead compounds - 14.0%; PbO 2 - 14.0%;
3. Соединения хрома Cr2O3 - 7,0%;3. Compounds of chromium Cr 2 O 3 - 7.0%;
4 Соединения титана TiO2 - 10%;4 Titanium compounds TiO 2 - 10%;
5. Графитовая смазка - 19%;5. Graphite grease - 19%;
6. Вода H2O - остальное - до 100%.6. Water H 2 O - the rest - up to 100%.
Подаваемый непосредственно прямо в полость круглого кольцевого корпуса 3 объем применяемой для выполнения обработки изделия 1 этой многокомпонентной водяной суспензии-раствора 2 должен иметь достаточную величину, чтобы обеспечить ее заполнение с соблюдением заданной этой технологией высоты получаемого в ней при этом горизонтального уровня. Его значение должно как бы соответствовать показателю в 65-75%, от величины соответствующего конструктивного параметра указанного выше сборного узла входящего в состав используемого устройства (т.е. вертикальной длины его кольцевого корпуса, в последующем используемого для хранения «обрабатывающей» субстанции).The volume of the multicomponent aqueous suspension-
При соблюдении отмеченного здесь ранее требования все элементы профиля обрабатываемого изделия, в которых осуществляется формирование глубоких защитных образований, оказываются расположенными непосредственно прямо в толще составляющих этот используемый обрабатывающий многокомпонентный объем, его собственных технологических слоев.Subject to the requirements noted here earlier, all profile elements of the workpiece in which deep protective formations are formed are located directly directly in the thickness of the components of this used processing multicomponent volume of its own technological layers.
Следующей стадией выполнения предложенного способа обработки будет уже являться осуществление «ввода» обрабатываемой части изделия 1 непосредственно вглубь заполняющей полость круглого кольцевого корпуса 3 «грязеобразной», активно участвующей в проведении процесса получения защитных прослоек непосредственно в теле изделия 1, самой применяемой в нем для этого массы многокомпонентной водяной суспензии-раствора 2.The next stage of the implementation of the proposed processing method will already be the implementation of the "input" of the treated part of the product 1 directly into the cavity filling the circular
То есть деталь 1, прикрепленная к концу шпинделя устройства, имеющего возможность осуществления возвратно-поступательных и угловых вращательных перемещений (на чертеже не показан), «заталкивается» при его опускании вниз в эту своего рода «грязевую кашу» насколько далеко, что составляющие ее объем слои раствора со всех сторон равномерно охватывают все участки профиля изделия, на которых и осуществляется формирование необходимых для проведения дальнейшей эксплуатации этого конструктивного элемента последовательно расположенных друг над другом и входящих в состав тела этой детали глубоких защитных образующих такой вновь получаемый многослойный «сэндвич» отдельных его прослоек.That is, part 1 attached to the end of the spindle of the device, which has the ability to effect reciprocating and angular rotational movements (not shown in the drawing), is “pushed” when it is lowered down into this kind of “mud porridge” as far as that its volume solution layers from all sides evenly cover all sections of the product profile, on which the formation of successive elements necessary for further operation of this structural element is carried out hell of a friend and the deep protective components that make up the body of this part, such a newly obtained multilayer sandwich of its individual layers.
После завершения стадии установки тела обрабатываемого изделия 1 в «штатное положение» непосредственно в полости кольцевого круглого корпуса 3, заполненной технологической многокомпонентной раствором-суспензией 2, одновременно включаются как внешний привод выполнения вращательного перемещения детали 1, так и осуществляющие генерацию магнитных переменных полей «силовые» Ф-образные магнитные контуры 5.After completing the stage of setting the body of the workpiece 1 in the “normal position” directly in the cavity of the annular
Обрабатываемое изделие 1 начинает при этом совершать угловые повороты относительно собственной продольной оси симметрии, перемещаясь непосредственно прямо в слоях окружающего его наружную поверхность объема многокомпонентного химического раствора-суспензии 2. Наблюдаемая при этом «картина»; рассматривая которую можно получить наиболее наглядное представление, раскрывающее саму суть протекающих в наружных поверхностных его слоях своего рода «перестроечных» процессов, выполнение которых и обеспечивает в дальнейшем само формирование «защищающих» от неблагоприятных внешних агрессивных воздействий, как бы «особо стойких» областей профиля этой обрабатываемой в соответствии с предложенной технологией детали, будет выглядеть следующим образом.At the same time, the processed product 1 begins to make angular rotations relative to its own longitudinal axis of symmetry, moving directly in the layers of the volume of the multicomponent chemical solution-
При проведении «прокручивания» указанного выше изделия, осуществляемого в обрабатывающей его поверхностные зоны насыпной массе - химического раствора 2, эти его участки неизбежно «наталкиваются» на твердые стальные зерна - дробь, обязательно присутствующие в объеме заполняющей полость корпуса 3 многокомпонентной технологической грязевой каши.When carrying out the “scrolling” of the above product, which is carried out in a bulk mass treating its surface zones —
Таким образом, в указанных выше областях будут периодически создаваться постоянно меняющие свои пространственные координаты (x; y; z) площадки осуществления «тесного взаимного контакта» поверхностных металлических микрообъемов этого изделия с интенсивно ударяющими по входящим в их состав «кристаллическим решеткам» и формирующими такого рода производящий пластическое деформирование «накатной инструмент», образующими его отдельными элементами. Роль последних выполняют «проскальзывающие» по контактирующим в процессе выполнения поворота с составляющими изделие 1 отдельными участками его профиля стальные дробинки. В результате протекания указанных выше таких практически неизбежных «фронтальных столкновений» в лежащих в поверхностях слоях этого объема металла кристаллических решетках будет создаваться своего рода «волна деформации», а также периодически возникать искусственно генерируемые извне искажения их первоначальной кристаллической структуры. То есть следует констатировать факт, что, производя «вращение» обрабатываемого изделия 1 в объеме заполняющей полость кольцевого корпуса 3 насыпной многокомпонентной технологической массы, можно искусственно генерировать во входящих в объем профиля изделия 1 наружных слоях металла пакеты непрерывно перемещающихся по ним дислокаций.Thus, in the above-mentioned areas, constantly changing spatial coordinates (x; y; z) of the site for the implementation of “close mutual contact” of the surface metal microvolumes of this product with intensively striking the “crystal lattices” that are part of them will be created and form such plastic rolling deformation “rolling tool”, forming its individual elements. The role of the latter is performed by “slipping” steel pellets that come into contact in the process of performing a turn with steel pellets that make up the product 1 in individual sections of its profile. As a result of the aforementioned such almost inevitable “frontal collisions” in the crystal lattices lying on the surfaces of the layers of this volume of metal, a kind of “deformation wave” will be created, as well as artificially generated external distortions of their initial crystal structure will periodically occur. That is, it should be noted that, by “rotating” the workpiece 1 in the volume of the bulk
При этом следует обязательно помнить еще и о том, что перенос с одного места на другое полученных указанным выше образом этих «дислокационных образований» протекает в зонах проведения так называемого интенсивного «магнитного облучения».It should also be remembered that the transfer of these “dislocation formations” obtained in the aforementioned manner from one place to another takes place in areas of the so-called intense “magnetic irradiation”.
В связи с тем, что «обвивающие» наружную боковую поверхность кольцевого круглого корпуса 3 по «трем» установочным цилиндрическим спиралям «Б» магнитные генераторы 5, в этот момент времени уже подключены к внешнему источнику подачи на них электрического питания имеющиеся в их составе обмотки-катушки 7, выполняют в этой ситуации роль «соленоидов» и начинают вследствие всего этого генерировать вокруг себя собственные индивидуальные магнитные поля. Исходя же из того, что на каждую их этих трех катушек 7 (в сумме их шесть) электрический ток поступает от своей индивидуальной фазы питания, а составляющие последние синусоидальные импульсы тока имеют угловое смещение на 120° относительно таких же подводимых в соседние «синусоиды», то полученные в окружающих соленоиды 7 со всех сторон магнитопроводящих рабочих элементах 6 физические индивидуальные поля, будут не только переменными, но и еще «вращающимися» в той области пространства, где и произошло их возникновение.Due to the fact that the
Так как в каждой симметричной половине Ф-образного контура 5 размещено по три обмотки-катушки 7, то каждое из этих шести сформированных указанным выше образом индивидуальное физическое поле, перемещаясь по магнитопроводящим элементам 6, сливается с другими, почти такими же, формируемыми в этом же генераторе, как бы преобразуясь при этом в единое, суммарное.Since in each symmetric half of the F-shaped
В связи же с тем, что в нижней поперечной горизонтальной перекладине каждого Ф-образного контура 5 размещена впрессованная в нее цилиндрическая фокусирующая насадка 8, то полученный отмеченным ранее образом в генераторе 5 суммарный магнитный поток обязательно будет проходить и через ее тело. Так как в нижней части насадки 8 выполнена фокусирующаяся выемка «Д» (см. фиг.3), имеющая конфигурацию гиперболоида вращения, то выпускаемые через указанную выше «полость» скопления магнитных линий «Г» генерируемого в каждом Ф-образном контуре 5 физического поля будет иметь форму «круглой», вращающейся относительно своей вертикальной оси симметрии, своего рода «пучковой» цилиндрической лопасти (или «бревна»).Due to the fact that a cylindrical focusing
Полученный таким образом в криволинейной «гиперболоидной» концентрирующей полости «Д» фокусирующей насадки 8 «цилиндрический «луч» «Г», состоящий из искусственно «выпрямленных» указанным выше образом и собранных в плотный единый «пучок» силовых линий «Г» генерируемого в устройстве физического поля, всегда проходит от периферийных областей кольцевого корпуса 3, т.е. от его «обода», почти прямо по радиусу, «двигаясь» как бы по направлению к самому его центру («ядру») (см. фиг.2). В связи с тем, что размещение обрабатывающих контуров 5 на корпусе 3 устройства выполняется с использованием как минимум трех опоясывающих его наружную боковую поверхность установочных спиралей «Б» (см. фиг.1), и количество последних, закрепленных на каждой такой пространственной траектории, составляет довольно заметную величину (9-18 штук), то внутренняя «рабочая» полость этого сборного узла 3 оказывается, в буквальном смысле этого слова, «утыкана» «пересекающими» ее объем как бы насквозь такого рода вращающимися цилиндрическими «бревнами» - магнитными лучевыми пучковыми скоплениями «Г».Thus obtained in a curved “hyperboloidal” concentrating cavity “D” of the focusing
Указанные выше и полученные в устройстве радиально проходящие в нем магнитные лучи «Г» «проталкиваются» при выполнении своего направленного перемещения как через толщу заполняющих объем внутренней полости корпуса 3 слоев применяемого для выполнения обработки химического раствора-суспензии 2, так и сквозь составляющие тело самой обрабатываемой детали 1 микропорции входящего в него и образующего сам этот конструктивный элемент, используемого при проведении его изготовления, основного металла. При всем при этом, обрабатывающие цилиндрические магнитные скопления «Г» в буквальном смысле этого слова «целиком пронизывают» указанные выше перестраиваемые с их помощью таким образом, «микроскопические» металлические образования, с использованием при осуществлении этой указанной выше операции, всего возможного набора направлений их пространственного силового воздействия (надо еще и обязательно отметить, что эти «бревна» к тому же как бы и непрерывно вращаются).The “G” magnetic rays radially passing through it and received in the device are “pushed” during their directed movement both through the thickness of the 3 layers filling the volume of the internal cavity of the housing used to process the chemical solution-
То есть можно прийти к итоговому выводу, что все внутреннее пространство используемого для проведения обработки устройства оказывается «густо нашпигованным» прокалывающими его со всех сторон и по всему его объему, а также и расставленными в нем в определенном заранее заданном порядке обрабатывающими магнитными цилиндрическими пучками-бревнами «Г».That is, we can come to the final conclusion that the entire internal space of the device used for processing turns out to be “densely packed” piercing it from all sides and throughout its volume, as well as processing magnetic cylindrical beam beams arranged in a predetermined order in it "G".
Следует еще и постоянно помнить о том, что указанные выше цилиндрические лучевые магнитные скопления периодически, с определенной частотой (20-70 Гц), постоянно как бы меняют собственную «высоту», то доводя ее почти до нуля, т.е. «укорачиваются», то наоборот, «вырастают» до максимально возможной величины (т.е. резко «удлиняются») - (питание на обмотки-катушки 7 поступает от внешнего электрического источника в виде обыкновенных стандартных синусоидальных волновых импульсов, соответственно, и изменение характеристик генерируемых магнитных полей подчиняется этой же функциональной зависимости y=f(sinx).)It should also be constantly remembered that the aforementioned cylindrical radial magnetic clusters periodically, with a certain frequency (20-70 Hz), constantly change their own “height”, bringing it to almost zero, i.e. “Shorten”, on the contrary, “grow” to the maximum possible value (ie, “lengthen” sharply) - (the power to the
Все перечисленное выше способствует формированию в полости корпуса 3 в процессе осуществления обработки как минимум трех пространственных спиралевидных технологических систем, с направленными почти перпендикулярно от образующих последние спиралевидных криволинейных витков цилиндрическими, вращающимися в пространстве «магнитными бревнами», проходящими радиально сквозь ее внутренний объем (то есть образующих на этих спиралях своего рода силовую обрабатывающую «бахрому»).All of the above contributes to the formation in the cavity of the
В связи с наличием факта появления указанных выше технологических пространственных силовых образований, в процессе проведения обработки осуществляемой в зоне их непосредственного наложения, расположенной прямо в полости применяемого устройства, начинают протекать следующие физические явления. Попадая под воздействие интенсивно наносимых со всех сторон и периодических меняющих свою величину «магнитных толчков и ударов», осуществляемых генерируемыми в устройстве «пучковыми» цилиндрическими скоплениями силовых линий «Г», и испытывающие на себе их постоянное влияние, и включенные в состав обрабатывающей суспензии-раствора 2 химические молекулярные соединения, при их участии, неизбежно переходят в активное состояние. В составляющих последние атомах выполняется переход их собственных электронов с нижних орбит, размещенных вблизи ядра, на более высоко от него расположенные, и меняется их спиновой момент, а также и разрываются все виды соединяющих отдельные атомы в более сложные структурные образования, химических связей - как ионные, так и ковалентные.Due to the fact that the above technological spatial power formations appeared, during the processing carried out in the zone of their direct application, located directly in the cavity of the device used, the following physical phenomena begin to occur. Falling under the influence of “magnetic shocks and shocks” intensively applied from all sides and periodically changing their magnitude, carried out by “beam” cylindrical clusters of “G” force lines generated in the device, and experiencing their constant influence, and included in the
В итоге всего этого, исходные, используемые в составе обрабатывающего раствора 2 молекулярные соединения распадаются на ранее составляющие их активированные фрагменты. В объеме водяной суспензии-раствора 2, таким образом, возникают отдельные положительно и отрицательно зараженные частицы (ионы).As a result of all this, the initial molecular compounds used in the composition of the
Так как все эти активированные химические фрагменты окружает насыпная масса участвующей в процессе обработки стальной дроби, то сталкиваясь с наружными слоями металла изделия 1 эти «твердые ее зернышки», как бы «попутно» осуществляют их «диффузионную» доставку, в эти, отмеченные здесь ранее, обрабатываемые зоны, протекающую вследствие возникновения в указанный выше момент времени физического эффекта, который вкратце можно охарактеризовать как проявление «очевидных» последствий вступления всех указанных выше участников этих столкновений в «тесный обоюдный взаимный контакт».Since all of these activated chemical fragments are surrounded by the bulk mass of the steel fraction involved in the processing, colliding with the outer layers of the metal of product 1, these “hard grains” of it, as it were, “carry out” their “diffusion” delivery to these previously noted here , treated zones, occurring as a result of the occurrence at the above moment of time of a physical effect, which can be briefly described as a manifestation of “obvious” consequences of the entry of all the above participants in these collisions relations in "close mutual mutual contact."
Таким образом, нацеленные в виде своего рода «фрагментарной шубы» прямо на поверхность «стальных дробинок» и предварительно активированные химические компоненты переносятся такого рода специфическим транспортным средством, оказываясь при этом в непосредственной близости от мест «граничного», т.е. самого крайнего расположения входящих в состав металла и образующих поверхностные микрообъемы самого тела изделия, его кристаллических решеток.Thus, targeted in the form of a kind of “fragmented fur coat” directly on the surface of “steel pellets” and pre-activated chemical components, they are transferred by this kind of specific vehicle, being in this case in close proximity to the “boundary” places, i.e. the most extreme arrangement of the constituent metal and forming surface microvolumes of the product’s body itself, its crystal lattices.
Так как все эти активированные химические фрагменты со всех сторон окружает насыпная масса участвующей в проведении процесса обработки стальной дроби, то зерна последней, периодически сталкиваясь с «повернутыми» прямо к ним наружными слоями металла обрабатываемого изделия 1, «волей» или «неволей», вследствие неизбежности свершения факта наступления отмеченного ранее события, т.е. неминуемого возникновения набора условий для последующего формирования ситуации, в момент практической реализации которой все перечисленные ранее и «задействованные» в ней ее активные участники, и вступают как бы в «спонтанный» и периодически осуществляемый своего рода «тесный обоюдный взаимный контакт», мгновенно протекающий в соответствующих «рабочих зонах», и осуществляют, в конечном итоге, «адресную транспортную доставку» в эти перечисленные ранее области, всех применяемых там и необходимых при проведении структурной перестройки, так сказать, «строительных компонентов».Since all these activated chemical fragments are surrounded on all sides by the bulk mass of the steel shot involved in the process, the grains of the latter, periodically encountering the outer layers of metal of the workpiece 1 that are turned directly to them, “will” or “forcibly”, due to the inevitability of the fact of occurrence of the previously noted event, i.e. the inevitable emergence of a set of conditions for the subsequent formation of a situation, at the time of the practical implementation of which all the active participants listed above and “involved” in it, enter into a kind of “spontaneous” and periodically carried out kind of “close mutual mutual contact” that instantly flows into the corresponding “working areas”, and ultimately carry out “targeted transport delivery” to these previously listed areas, all used there and necessary during structural restructuring Ki, so to speak, "building components".
Наличие же факта постоянного воздействия отмеченного здесь технологического комплекса, представленного всеми этими перечисленными выше физическими явлениями, и позволяет производить в процессе выполнения таких указанных ранее основных технологических приемов, своего рода «диффузионный перенос» к этим же самым участкам поверхности обрабатываемого изделия, достаточно широкого «ассортимента» используемых в дальнейшем при осуществлении «фазового преобразования пространственной конфигурации» принадлежащих им кристаллических решеток, отмеченных здесь выше, так называемых, «обеспечивающих «беспрепятственное проведение последней» главных исходных фрагментарных составляющих».The presence of the fact of the constant impact of the technological complex noted here, represented by all of these physical phenomena listed above, and allows one to make a kind of “diffusion transfer” to the same surface areas of the workpiece, a fairly wide range "Used later in the implementation of the" phase transformation of the spatial configuration "of their crystalline solutions ok, here mentioned above, so-called, "providing" smooth running of the last "major source of fragmented components."
Таким образом, «нацепленные» в виде «обволакивающей шубы» прямо на поверхность стальных зерен и предварительно активированные химические соединения переносятся такого рода «специализированным» транспортным средством по всей внутренней полости корпуса устройства, оказываясь при этом в непосредственной близости от мест расположения входящих в состав металла и образующих поверхностные микрообъемы самого тела этого изделия и как бы формирующих последние кристаллических решеток. Так как составляющие эти указанные выше структурные образования их «несущие» узлы оказываются выведены в этот момент времени из состояния своего «устойчивого равновесия» из-за продолжающегося нанесения по ним «энергетических ударов», выполняемых при помощи генерируемых в устройстве цилиндрических вращающихся скоплений «Г», то вследствие этого начинает протекать процесс диффузионного вытеснения с прежних, «насиженных мест», таких как указанные ранее и прежде составлявших эти кристаллические решетки, так сказать, их «основных», и даже «базовых» атомов (Fe+3; Fe+2).Thus, “fastened” in the form of a “coating coat” directly onto the surface of steel grains and pre-activated chemical compounds are transferred by this kind of “specialized” vehicle throughout the entire internal cavity of the device’s body, while being in close proximity to the locations of the metal and forming the surface microvolumes of the body of this product itself and, as it were, forming the last crystal lattices. Since the components of these structural structures mentioned above, their “bearing” nodes, are turned out at that moment from the state of their “stable equilibrium” due to the continued application of “energy shocks” to them, performed using the cylindrical rotating clusters “G” generated in the device , then as a result of this, the process of diffusion displacement from the former, “habitual places” begins, such as the previously indicated and previously composed these crystal lattices, so to speak, of their “main”, and even e "basic" atoms (Fe +3; Fe +2).
Последние заталкиваются прямо «оттуда» как бы в более удаленные от зоны проведения указанной выше фазовой перестройки «глубинные» слои «формирующего» тело обрабатываемого изделия 1, объема «исходного» металла. В связи с тем, что скорость осуществления диффузии у разных, активированных указанным выше способом, и присутствующих в составе исходного обрабатывающего раствора отдельных его фрагментов, отличается довольно значительно, то одни из числа перечисленных выше, (т.е. «спринтеры») в состоянии пройти сквозь слои тела детали лишь на очень даже небольшое расстояние (оксалаты свинца; титана), другие же, наоборот (т.е. - «стайеры»), в состоянии преодолеть уже среднюю по дальности пробега дистанцию (карбиды хрома; титана; железа), а третьи - («марафонцы»), и вовсе могут с достаточно большой легкостью, добираться почти до «центрального ядра» этого же самого изделия (такие, как атомы хрома).The latter are pushed directly “from there”, as it were, into the “deep” layers of the “body” forming the body of the workpiece 1, the volume of the “initial” metal, that are more remote from the zone of the aforementioned phase adjustment. Due to the fact that the diffusion rate of different fragments activated in the above method and present in the initial processing solution of its individual fragments differs quite significantly, some of the above listed ones (ie, “sprinters”) are in a state to pass through the layers of the body of the part only at a very small distance (lead oxalates; titanium), while others, on the contrary (that is, “styers”), are able to overcome an already average distance (chromium carbides; titanium; iron) and the third - ("marathon runners") , and they can quite easily reach almost the "central core" of the same product (such as chromium atoms).
Вследствие же того, что одновременно с выполнением «магнитного облучения», осуществляемого указанным ранее образом, в наружных микрообъемах тела обрабатываемой детали, постоянно вступающих в «мгновенный контакт» с зернами периодически «налетающей» прямо на них дроби, генерируются и перемещаются по всей обрабатываемой ее поверхности, пакеты «волновых» дислокаций, в расположенных под этими «микропорциями» металла, т.е. в подстилающих их слоях, в эти же самые моменты времени, когда и осуществляются все перечисленные выше действия, и начинают очень «бурно» протекать процессы их последующей структурной фазовой перестройки.Due to the fact that at the same time that the “magnetic irradiation” is carried out in the previously specified manner, in the external microvolumes of the body of the workpiece, constantly making “instant contact” with the grains periodically “directly flying” the grains directly onto them, fractions are generated and moved throughout surfaces, packets of “wave” dislocations in the metal located under these “microportions”, i.e. in the layers underlying them, at the same moments in time, when all of the above actions are carried out, and the processes of their subsequent structural phase restructuring begin to “very violently” proceed.
Таким образом, взаимное наложение друг на друга сразу же нескольких физических, определяющих особенности построения конечной кристаллической фазовой структуры, осуществляемых непосредственно в зоне обработки «волновых» процессов (генерация дислокационных пакетов, диффузного перемещения активированных фрагментов составляющих раствор-суспензию и полученных в нем новых химических компонентов), в условиях проведения интенсивно осуществляемого в этих же самых областях «магнитного облучения», и обеспечивает, в последующем, само появление при выполнении отмеченного ранее способа обработки, оптимального набора соответствующих технологических условий.Thus, the mutual superposition of several physical ones on one another, which determine the features of constructing the final crystalline phase structure, carried out directly in the processing zone of the “wave” processes (generation of dislocation packets, diffuse movement of activated fragments that make up the solution-suspension and new chemical components obtained in it ), under the conditions of intensively implemented in these same areas of "magnetic exposure", and provides, in the future, the very appearance tion with the processing method noted previously, the corresponding optimum set of process conditions.
Наличие факта действия последнего, в конечном итоге, и позволяет производить в объеме самого этого изделия, формирование глубоко размещенных, т.е. «вдали» от его наружной поверхности, как бы «стихийно» образующихся прямо в его теле, новых, «черезвычайно стойких» кристаллических структур, плотно упакованных в своего рода многослойный «сэндвич». Дополнительно надо обязательно отметить еще и присутствие возможности влияния на процесс проведения «мгновенного диффузионного переноса» следующего, достаточно важного физического фактора. В связи с тем, что в состав применяемой для осуществления обработки раствора-суспензии 2 обязательно входит в качестве одного из его основных и главных компонентов, содержащих эффективно действующий элемент-восстановитель - углерод C+4, включающее в себя последний вещество (графитовая смазка), то при проведении генерации магнитных полей технологический объем последней в «изобилии» насыщается указанными выше ионами C+4. Это, в свою очередь, обеспечивает частичное восстановление присутствующих в составе раствора целого ряда применяемых в нем соединений, протекающее непосредственно так сказать, прямо «до металла», с последующим активным участием вновь полученных «мобильных элементов» в проведении необходимой фазовой структурной перестройки, составляющих тело обрабатываемого изделия 2 и даже достаточно глубоко расположенных в последнем, образующих его собственный объем, слоев (Pb+2; Pb+4; Ti+4; Cr+3; Fe+3).The presence of the fact of the action of the latter, ultimately, allows one to produce in the volume of this product itself, the formation of deeply placed, i.e. “Away” from its outer surface, as if “spontaneously” formed directly in his body, new, “extremely resistant” crystalline structures, densely packed into a kind of multi-layer “sandwich”. In addition, it is necessary to note also the presence of the possibility of influencing the process of conducting “instant diffusion transfer” of the following, quite important physical factor. Due to the fact that the composition used for the processing solution, a suspension of 2 necessarily includes as one of its basic and principal component, containing an element effectively acting restorer - Carbon C +4, including the final material (graphite lubricant) then when conducting magnetic field generation, the technological volume of the latter is “abundantly” saturated with the above-mentioned C +4 ions. This, in turn, provides a partial restoration of a number of compounds used in the solution, proceeding directly so to speak, directly “to the metal”, with the subsequent active participation of the newly obtained “mobile elements” in the necessary phase structural adjustment that make up the body the processed
Особым образом надо еще и обязательно отметить «сверхактивное» поведение в процессе проведения последней «суперюркого» иона хрома Cr+3, который проходит через тело обрабатываемой детали практически «насквозь», доходя при этом чуть ли не до самого ее «центрального ядра», и формирует в процессе осуществления своего такого «глубокого вдавливания» в ее объем, расположенную на соответствующем удалении от наружной поверхности изделия, новую структурную «толстую» фазовую прослойку «И» (см. фиг.4), по своим собственным, присущим ей свойствам, практически полностью имитирующую почти «аналогичную», но полученную проведением операции «закалки с отпуском» стали марки 45X. Остальные, образовавшиеся в «наливной» массе обрабатывающего раствора-суспензии 2, металлические ионы (Pb+2; Pb+4; Cr+3; Ti+4; Fe+3), совершая «вынужденный переход» по составляющим обрабатываемый объем детали 2 слоям, металла, а следовательно, и по входящим непосредственно в их состав и образующим их кристаллическим решеткам, вступают во «вторичные реакции» с окружающими их со всех сторон и тоже активированными неметаллическими компонентами (C+4; O-2).In a special way, it is also necessary to note the “overactive” behavior in the process of carrying out the last “super-bright” chromium ion Cr +3 , which passes through the body of the workpiece practically “through”, reaching almost its “central core”, and forms in the process of carrying out such “deep indentation” into its volume, located at an appropriate distance from the outer surface of the product, a new structural “thick” phase layer “I” (see FIG. 4), according to its own inherent properties, p Practical almost completely mimics "similar", but the resulting holding operation "quenching and tempering" 45X steel grade. The rest formed in the "bulk" mass of the processing solution-
В итоге протекания всех указанных выше взаимодействий и создаются лежащие относительно недалеко от самой наружной поверхности обрабатываемого изделия и полученные из набора соответствующих соединений другие защитные прослойки (оксалата свинца и титана, карбиды хрома; титана; железа). Параллельно с формированием отмеченных ранее защитных образований выполняется еще и процесс переноса из центральных областей тела обрабатываемого изделия 2 прямо на его периферию имеющихся там «избыточных» дислокаций, сопровождающийся перетоком оттуда и «лишних» атомов углерода, а также присутствующих там же нежелательных неметаллических примесей (N; S; P). Обеспечивающим выполнение этого действия физическим обстоятельством является, прежде всего, факт возникновения в поверхностных слоях находящегося в условиях интенсивно проводимого «магнитного облучения» изделия 1, набора из своего рода направляющих «маяков», роль которых принимают на себя генерируемые при проведении столкновения последних с дробью пакеты дислокаций. Перенос указанных выше составляющих «основной металл» образований, проводимый прямо из «ядра» детали, обеспечивает до некоторой степени, повышение имеющихся у нее прочностных свойств, а также и еще облегчает проведение процесса структурной фазовой перестройки в образующих защитный «сэндвич» и вновь создаваемых в изделии 1 антикоррозионных твердых прослойках.As a result of all the above interactions, other protective layers (lead and titanium oxalate, chromium carbides; titanium; iron) are formed that lie relatively close to the outer surface of the workpiece and are obtained from a set of appropriate compounds. In parallel with the formation of the previously mentioned protective formations, the process of transferring from the central body regions of the
Но при этом следует всегда помнить еще и о том, что основным обеспечивающим «бесперебойную» поставку необходимых для осуществления процесса структурной перестройки и главных применяемых в новых фазовых структурах составляющих их исходных компонентов, то есть самым «эффективным внешним «донором-источником», в данном конкретном случае, является, прежде всего, объем окружающей обрабатываемое изделие 1 со всех сторон самого используемого химического раствора-суспензии 2.But at the same time, one should always remember also that the main one providing the “uninterrupted” supply of the structural components necessary for the implementation of the structural adjustment process and the main component components used in the new phase structures, that is, the most “effective external“ source donor ”, in this the particular case is, first of all, the volume surrounding the workpiece 1 from all sides of the chemical solution-
Если мысленно представить, что при помощи указанного выше раствора-суспензии 2 обеспечивается подвод к участкам проведения структурных фазовых превращений участвующих в них его самых активных исполнителей, то указанная выше субстанция будет представлять из себя используемую для подпитки этих зон своего рода «полноводную реку». Процесс доставки к этим же областям ее осуществления некоторой части используемых для тех же самых целей аналогичных компонентов, проводимый непосредственно из «центральных» внутренних областей тела обрабатываемого изделия, выглядит на этом фоне лишь как «слабый, тонкий ручеек».If we imagine that using the above solution-
Так что абсолютно правомерно следует констатировать следующий факт: самую главную роль в проведении процесса получения многокомпонентных глубоких защитных прослоек, в этом варианте его осуществления, играет, конечно, заполняющий внутреннюю полость корпуса 3 объем обрабатывающего раствора-суспензии 2.So it is absolutely legitimate to state the following fact: the most important role in the process of obtaining multicomponent deep protective layers, in this embodiment of its implementation, plays, of course, the volume of the processing solution-
То есть, совершив набор из указанных ранее действий, и по истечении достаточно небольшого промежутка времени, прошедшего после начала проведения процесса по получению на обрабатываемом изделии своего рода «защитного образования», состоящего из сформированных прямо в теле последнего новых защитных фазовых структурных прослоек, можно обеспечить достижение следующих неочевидных положительных результатов.That is, having completed a set of the above actions, and after a sufficiently short period of time has elapsed since the start of the process of obtaining a kind of “protective formation” on the processed product, consisting of new protective phase structural layers formed directly in the body of the last, it is possible to provide achievement of the following unobvious positive results.
То есть, в конечном итоге, поверхностные участки, принадлежащие этому изделию и его наружному профилю, прошедшие через весь цикл предложенной технологии обработки, по ее завершении будут представлять собой как бы «слоистые структуры», включающие в себя следующие наложенные прямо друг на друга кристаллические образования:That is, ultimately, the surface areas belonging to this product and its external profile, which have passed through the entire cycle of the proposed processing technology, upon its completion, will be like “layered structures”, including the following crystalline formations directly imposed on one another :
а) самая верхняя, «аморфная» защитная прослойка, состоящая как из оксалатов свинца, так и титана (PbC2O4; TiC2O4). Толщина этой прослойки составляет обычно 1,2÷2,8 мм.a) the upper, “amorphous” protective layer, consisting of both lead oxalates and titanium (PbC 2 O 4 ; TiC 2 O 4 ). The thickness of this layer is usually 1.2 ÷ 2.8 mm.
б) структурное образование, размещенное непосредственно под аморфной оксалатной пленкой и сформированное из мелких зерен карбидов хрома, титана, железа, с толщиной от 4 до 6 мм.b) a structural formation located directly below the amorphous oxalate film and formed from small grains of carbides of chromium, titanium, iron, with a thickness of 4 to 6 mm.
в) лежащий непосредственно под этой фазовой структурой защитный слой, строение кристаллических решеток которого практически полностью копирует те, что будут получены при проведении операции «закалки с отпуском» на образце, изготовленном из стали с маркой ст.45X. То есть такая вновь полученная на обрабатываемом изделии фазовая прослойка будет состоять из « мелкоигольчатого мартенсита».c) a protective layer lying directly below this phase structure, the structure of the crystal lattices of which almost completely copies those that will be obtained during the operation “quenching with tempering” on a specimen made of steel with the steel grade 45X. That is, such a phase layer newly obtained on the workpiece will consist of “fine needle martensite”.
Толщина этого образования обычно составляет значение в 6-10 мм.The thickness of this formation is usually 6-10 mm.
г) в самом же низу этого «сэндвича» расположена сама металлическая основа-фундамент, на которой все перечисленные выше прослойки и были сформированы - т.е. металл, все показатели которого соответствуют характеристикам обыкновенной ст.45. Габаритные размеры обрабатываемой детали 1 никаких изменений, связанных с проведением синтеза в ее объеме, новой многослойной защитной структуры, в конечном итоге, так и не приобрели. Сформированное в соответствии с предложенной технологией обработки многослойное структурное защитное образование имеет светло-серый цвет с фиолетовым оттенком.d) at the very bottom of this “sandwich” is the metal base itself, on which all of the above layers were formed — that is, metal, all indicators of which correspond to the characteristics of ordinary st. 45. The overall dimensions of the workpiece 1 no changes related to the synthesis in its volume, the new multilayer protective structure, in the end, did not get. The multilayer structural protective formation formed in accordance with the proposed processing technology has a light gray color with a violet tint.
Поверхностная его твердость HRC составляет величину 70-72 ед.Its surface hardness HRC is 70-72 units.
Температура плавления этого многослойного защитного «сэндвича» соответствует значению Tпл - 3602°C.The melting point of this multilayer protective "sandwich" corresponds to the value of T PL - 3602 ° C.
Кроме отмеченных ранее показателей, полученная при помощи предложенного способа новая многослойная защитная структура обладает еще и дополнительным набором перечисленных ниже технических характеристик.In addition to the previously noted indicators, obtained using the proposed method, a new multilayer protective structure also has an additional set of technical characteristics listed below.
Проведенная проверка его коррозионной стойкости позволяет определить: при осуществлении выдержки обработанного в соответствии с предложенной технологией стального изделия, т.е. самого сформированного вблизи от его наружной поверхности многослойного защитного покрытия - в 30% водном растворе, полученном при проведении разбавления 1:3 концентрированных «сильных» неорганических кислот - серной; азотной; соляной; обыкновенной водой, H2O-A check of its corrosion resistance allows us to determine: during the exposure of the steel product processed in accordance with the proposed technology, i.e. the multilayer protective coating formed near its outer surface — in a 30% aqueous solution obtained by diluting 1: 3 of concentrated “strong” inorganic acids — sulfuric; nitrogen; saline; plain water, H 2 O-
а) Результаты проведенного в указанных выше «кислотных растворах» испытания показали:a) The results of the tests carried out in the above “acid solutions” showed:
- в течение 4-х недель выдержки никаких изменений внешнего вида и свойств полученной на детали защитной прослойки выявлено не было.- within 4 weeks of exposure no changes in the appearance and properties of the protective layer obtained on the part were detected.
б) Аналогично результаты зарегистрированы при погружении испытуемых изделий в водный раствор с содержанием в последнем едкого калия, едкого натра - KOH; NaOH, при концентрации этих компонентов 300 г/л.b) Similarly, the results were recorded when the test items were immersed in an aqueous solution containing caustic potassium and caustic soda in the latter — KOH; NaOH, at a concentration of these components 300 g / l.
в) и при погружении в расплав поваренной соли NaCl - при температуре 810°C по истечении временного периода с продолжительностью выдержки обработанного изделия в его объеме в 8 часов какие-либо изменения структуры этих слоев точно также обнаружены не были. Процентное соотношение объема полученных при обработке защитных слоев по отношению к исходной массе основного металла изделия, исходя из указанных ранее толщин последних, составляет, таким образом, величину равную 11,66%÷17,92%;c) and when immersed in molten sodium chloride NaCl - at a temperature of 810 ° C after a period of time with the exposure time of the processed product in its volume of 8 hours, any changes in the structure of these layers were not detected either. The percentage ratio of the volume of the protective layers obtained during processing with respect to the initial mass of the base metal of the product, based on the thicknesses of the latter indicated above, is, therefore, equal to 11.66% ÷ 17.92%;
То есть собственный объем сформированных этой технологией защитных структурных образований составляет приблизительно в среднем около 15-16% от значения этого же самого параметра, определяемого конструктивными габаритными размерами самой обрабатываемой таким образом стальной детали.That is, the intrinsic volume of the protective structural formations formed by this technology is approximately on average about 15-16% of the value of the same parameter, determined by the structural overall dimensions of the steel part thus treated.
Сам процесс получения защитного многослойного покрытия осуществляется при напряженности применяемых переменных вращающихся магнитных полей, составляющих величину 2,5×104-1×104 А/м, и частоте их колебаний в 20-70 Гц.The process of obtaining a protective multilayer coating is carried out at the intensity of the applied alternating rotating magnetic fields, amounting to 2.5 × 10 4 -1 × 10 4 A / m, and their oscillation frequency of 20-70 Hz.
Скорость вращения обрабатываемого изделия 1 в полости корпуса 3, заполненного применяемой для проведения обработки водяной суспензией-раствором, соответствует значению 15-30 об/мин.The rotation speed of the workpiece 1 in the cavity of the
Время, затраченное на осуществление процесса получения многослойного диффузионного защитного покрытия, составляет величину в 12-15 минут (0,2-0,25 часа).The time spent on the process of obtaining a multilayer diffusion protective coating is 12-15 minutes (0.2-0.25 hours).
В представленных ниже материалах далее приводятся конкретные примеры, иллюстрирующие особенности проведения предложенной технологии обработки.The following materials provide specific examples illustrating the features of the proposed processing technology.
Для осуществления предложенного способа использовались однотипные детали, имеющие конфигурацию «шпильки» с выполненной на ее нижнем конце метрической резьбой M96×4,5. Свойства материала этой детали соответствовали показателям стали марки ст.45.To implement the proposed method, the same type of parts was used, having a “hairpin” configuration with a metric thread M96 × 4.5 made at its lower end. The material properties of this part corresponded to steel grade 45.
Во всех случаях, при формировании защитных диффузионных прослоек на обрабатываемом изделии использовался один и тот же раствор-суспензия; состоящий из следующих компонентов:In all cases, during the formation of protective diffusion layers on the workpiece, the same solution-suspension was used; consisting of the following components:
Применяемый для получения защитных слоев раствор-суспензия представлял собой «грязеобразную» смесь, которую помещали перед началом осуществления процесса обработки во внутренний объем кольцевого круглого корпуса 3, закрытого в самой нижней своей части торцевой крышкой 4 (см. фиг.1).The solution-suspension used to obtain the protective layers was a “mud-like” mixture, which was placed before the start of the processing process in the internal volume of the annular
С помощью внешнего привода (на чертеже не показан), прикрепленная к нижнему концу его шпинделя обрабатываемая деталь 1, осуществляя непрерывное поступательное перемещение от верхней своей точки размещения в самую нижнюю, как бы вводилась в применяемую для выполнения получения на ней защитных слоев «грязеобразную» композицию 2.Using an external drive (not shown in the drawing), the workpiece 1 attached to the lower end of its spindle, performing continuous translational movement from its upper placement point to the lowest, would be introduced into the “mud-like” composition used to produce protective layers on it 2.
После осуществления всех перечисленных выше переходов шпиндель внешнего привода движения, используемый в составе этого устройства, начинал с сохранением одной и той же величины скорости вращения выполнять угловые повороты вокруг собственной продольной оси симметрии. Благодаря этому были созданы все необходимые и достаточные условия для проведения формирования на наружной поверхности обрабатываемого изделия новых глубоких, твердых и стойких по отношению к возможному внешнему воздействию агрессивных компонентов, упрочняющих эту деталь, многокомпонентных фазовых структурных образований.After all the above transitions have been completed, the spindle of the external motion drive used as part of this device began to maintain angular rotations around its own longitudinal axis of symmetry while maintaining the same magnitude of the rotation speed. Thanks to this, all necessary and sufficient conditions were created for the formation on the outer surface of the workpiece of new deep, hard and resistant to possible external influences aggressive components that strengthen this part, multicomponent phase structural formations.
Пример 1. Получение многослойной защитной структуры осуществлялось при скорости вращения обрабатываемой детали 1 - 15 об/мин.Example 1. Obtaining a multilayer protective structure was carried out at a speed of rotation of the workpiece 1 to 15 rpm
Напряженность генерируемых в зоне обработки применяемых магнитных полей составляла 2,5×104 А/м, а частота их колебаний была равна величине в 70 Гц. Время обработки соответствовало значению, равному 15 мин (0,25 часа).The intensity of the applied magnetic fields generated in the treatment zone was 2.5 × 10 4 A / m, and their oscillation frequency was equal to a value of 70 Hz. The processing time corresponded to a value of 15 minutes (0.25 hours).
По окончании процесса обработки на наружной поверхности обработанного в соответствии с указанной выше технологией изделия 1 было получено многослойное защитное структурное образование, состоящее из:At the end of the processing process on the outer surface of the product treated in accordance with the above technology 1, a multilayer protective structural formation was obtained, consisting of:
Основные показатели синтезированного указанным выше образом защитного многослойного образования - «сэндвича» - соответствуют указанным ранее.The main indicators of the protective multilayer formation synthesized in the aforementioned manner - the “sandwich" - correspond to the previously indicated.
Пример 2. Процесс обработки детали 1 выполнялся при скорости вращения шпинделя внешнего привода, составляющей величину 30 об/мин.Example 2. The processing of part 1 was performed at a spindle speed of an external drive of 30 rpm.
Напряженность обеспечивающих протекание процесса формирования в поверхностных слоях детали 1 новых фазовых структур переменных вращающихся магнитных полей соответствовала величине 1×105 А/м, а их частота составляла 20 Гц.The tension of the formation of new phase structures of alternating rotating magnetic fields in the surface layers of part 1 corresponded to 1 × 10 5 A / m, and their frequency was 20 Hz.
Время проведения обработки соответствовало значению равному 12 мин (0,2 часа).The processing time corresponded to a value of 12 minutes (0.2 hours).
По завершении процесса в поверхностных слоях обрабатываемой детали 1 были получены следующие новые структурные образования:At the end of the process, the following new structural formations were obtained in the surface layers of the workpiece 1:
Основные технические характеристики сформированного указанным выше образом многослойного защитного «сэндвича» соответствуют указанным ранее в материалах этого описания изобретения.The main technical characteristics of the multilayer protective “sandwich” formed in the above manner correspond to those indicated earlier in the materials of this description of the invention.
Пример 3. Процесс получения защитных слоев на обрабатываемом стальном изделии осуществляется при скорости вращения шпинделя, соответствующей значению 20 об/мин.Example 3. The process of obtaining protective layers on the processed steel product is carried out at a spindle speed corresponding to a value of 20 rpm
Напряженность применяемых при проведении обработки переменных магнитных полей составляла величину 8,2×104 А/м, и частота их колебаний соответствовала значению в 50 Гц.The intensity of the alternating magnetic fields used in the processing was 8.2 × 10 4 A / m, and their oscillation frequency corresponded to a value of 50 Hz.
Время, используемое для формирования на обрабатываемой детали многослойной защитной структуры, составило 13,2 мин (0,22 часа).The time used to form a multilayer protective structure on the workpiece was 13.2 minutes (0.22 hours).
По истечении указанного выше временного периода на обработанном с применением предложенной технологии изделии были образованы следующие новые защитные прослойки:After the above time period, the following new protective layers were formed on the product processed using the proposed technology:
Технические характеристики синтезированного при проведении указанной выше технологии многослойного защитного образования «сэндвича» не отличается от уже указанных ранее в этих же материалах описания предложенного изобретения.The technical characteristics of the “sandwich” multilayer protective education synthesized during the aforementioned technology do not differ from the description of the proposed invention already mentioned in the same materials.
Примерное распределение вновь сформированных в объеме обрабатываемого материла, т.е. в поверхностных слоях, изделия 1, в которых последние и были синтезированы - защитных прослоек «Е»; «Ж»; «И», показано на фиг.4.The approximate distribution of newly formed in the volume of the processed material, i.e. in the surface layers, products 1, in which the latter were synthesized - protective layers "E"; "F"; “And” is shown in FIG. 4.
«Криволинейность» очертаний границ, отделяющих друг от друга «крайние поверхности», принадлежащие этим, расположенным по соседству, фазовым структурам, которые и составляют сами указанные выше и вновь полученные прямо в объеме тела обрабатываемого изделия защитные прослойки, объясняется, прежде всего тем, что на разных участках, принадлежащих профилю обрабатываемой резьбы, условия, обеспечивающие «максимально» свободное протекание возможных взаимных контактов последних с «надавливающими» на указанные выше поверхности «зернами» стальной дроби, имеют достаточно существенные отличия.The “curvilinearity” of the outlines of the boundaries separating the “extreme surfaces” belonging to these adjacent phase structures, which make up the protective layers indicated above and newly obtained directly in the body volume of the workpiece, is explained primarily by the fact that in different areas belonging to the profile of the thread being machined, the conditions ensuring the "maximum" free flow of possible mutual contacts of the latter with the "grains" of the above "surface" grains flax fractions have quite significant differences.
То есть на прямолинейных участках профиля обрабатываемой резьбовой нитки вероятность наступления указанного выше события значительно выше, чем в местах сопряжения составляющих его других отдельных плоскостей (углы на самой вершине резьбы и в ее межвитковой впадине).That is, in straight sections of the profile of the threaded thread being machined, the probability of the occurrence of the above event is much higher than in the mating areas of its other separate planes (angles at the very top of the thread and in its inter-turn cavity).
Указанная здесь и на фиг.4 «разнотолщинность» полученных на изделии и сформированных при проведении обработки защитных прослоек может составлять величину от 15 до 25%.Specified here and in figure 4, the "thickness" obtained on the product and formed during processing of the protective layers can be from 15 to 25%.
Для повышения степени равномерности их распределения по всем участкам профиля обрабатываемого изделия насыпной «обкатывающий» объем, включающий в состав эти «твердые компоненты», входящий в состав применяемого обрабатывающего раствора-суспензии 2, и формируется из «разнокалиберных» стальных зерен - с диаметром от 0,3 до 3 мм. Использование таких металлических шаров-дробинок с достаточно большим разбросом, определяющих их массу собственных размеров, в конечном итоге, и обеспечивает доступ составляющих насыпной технологический объем отдельных его малогабаритных фракций, к труднодоступным элементам криволинейного профиля обрабатываемой детали 1.To increase the degree of uniformity of their distribution over all sections of the profile of the workpiece, the bulk “rolling” volume, which includes these “solid components”, which is part of the used processing solution-
Следует еще дополнительно отметить и то, что протекание процесса структурной фазовой перестройки в поверхностных слоях объема металла обрабатываемого изделия 1 облегчается и за счет выполнения интенсивно протекающего процесса перемагничивания неизбежно появляющихся в этих областях «вторичных доменов». Под непрерывно осуществляемыми ударами со стороны создаваемых генераторами 5 своего рода магнитных цилиндрических отрезков лучей «Г» последние периодически меняют сложившиеся на данный момент времени очертания, отделяющие эти «отдельные домены» друг от друга, собственных «межевых» границ (с частотой 20 Гц-70 ГЦ).It should be further noted that the process of structural phase adjustment in the surface layers of the metal volume of the workpiece 1 is facilitated by the intensively ongoing process of magnetization reversal inevitably appearing in these areas of "secondary domains". Under continuous strikes from the side of the generated by the
В конечном итоге, наличие действия указанного выше силового фактора буквально «заставляет» перемещаться по направлению «то сюда», «то обратно», сами «опорные узлы» составляющей слои обрабатываемого металла кристаллической решетки, выводя последние из ранее занимаемого ими «устойчивого равновесного состояния». Появление этого обстоятельства в достаточно значительной степени и облегчает последующее проведение в этих, попавших под воздействие серии непрерывно несносимых извне магнитных ударов, кристаллических решетках необходимой для осуществления последующей эксплуатации изделия их фазовой структурной перестройки.Ultimately, the presence of the action of the above force factor literally “forces” to move in the direction “here and there”, “now back”, the “support nodes” themselves constituting the layers of the processed metal of the crystal lattice, removing the latter from the “stable equilibrium state” previously occupied by them . The appearance of this circumstance to a considerable extent also facilitates the subsequent conduct in these, which have come under the influence of a series of continuously unbearable from the outside magnetic shocks, crystal lattices necessary for the subsequent operation of the product of their phase structural adjustment.
То есть активированные и выведенные «толчками» и «ударами» из первоначальной «жестко зафиксированной позиции», также «узловые атомы», вдобавок к тому же и вытесняемые с «насиженных» ими ранее мест пришедшими к ним из «периферийных» наружных зон более «юркими» и «проворными» элементами - «захватчиками», «изо всех сил» стремятся войти в состав постоянно синтезируемых непосредственно в зоне обработки молекулярных структурных образований, т.е. занять там такое положение, в котором бы значение их внутренней энергии составило минимально возможную в этих сложившихся в данный момент времени условиях нового энергетического равновесия собственную величину.That is, activated and derived by “jerks” and “blows” from the initial “rigidly fixed position”, also “nodal atoms”, in addition to that, and more displaced from “peripheral” outer zones that they had previously “incubated”, more than “ nimble ”and“ agile ”elements -“ invaders ”,“ with all their might ”they strive to become part of molecular structural formations that are constantly synthesized directly in the processing zone, i.e. occupy a position there in which the value of their internal energy would be the smallest possible eigenvalue in these current conditions of the new energy equilibrium.
Достижение указанного выше эффекта, прежде всего, и гарантирует, так сказать, дальнейшее «благополучное» существование таких, ранее сформированных в процессе проведения обработки защитных структур «Е»; «Ж»; «И», в этих искусственно созданных при помощи непрерывного проведения воздействия со стороны мощных внешних силовых факторов новых самопроизвольно сложившихся в зонах ее выполнения, и полученных там условиях итогового энергетического конечного физического равновесия.Achieving the above effect, first of all, guarantees, so to speak, the further “safe” existence of such protective structures “E”, previously formed in the process of processing; "F"; “I”, in these artificially created by means of continuous exposure from powerful external force factors, new spontaneously formed in the zones of its implementation, and the conditions obtained there for the final energy final physical equilibrium.
Сам факт достижения такого, так сказать, «финишного состояния» и оказывает, в последующем, наибольшее влияние на ход осуществления процесса проведения структурных преобразований в обрабатываемых слоях металла, протекающего при непосредственном осуществлении их дальнейшей фазовой перестройки, а также и выбор конкретного варианта проведения ее исполнения, и кроме всего перечисленного выше, еще и сами получаемые конечные физико-механические показатели, определяющие, в конечном итоге, качественные характеристики формируемых с применением предложенного способа обработки «сэндвичеобразных многослойных защитных структур».The very fact of achieving such a “final state”, so to speak, has, in the future, the greatest influence on the course of the implementation of the process of carrying out structural transformations in the metal layers to be processed, proceeding during the direct implementation of their further phase adjustment, as well as the choice of a specific variant of its execution , and besides all of the above, the resulting physical and mechanical indicators themselves, which ultimately determine the qualitative characteristics of those formed using We offer the proposed method of processing "sandwich-like multilayer protective structures."
Получение отмеченных ранее глубоких защитных прослоек может производиться как с использованием любых марок стали, так и на всех видах чугуна.Obtaining the previously noted deep protective layers can be made using any grade of steel, and on all types of cast iron.
Обрабатываемые в соответствии с предложенной технологией изделия, как уже указывалось ранее, могут иметь любую возможную и сколь угодно сложную собственную пространственную конфигурацию.Products processed in accordance with the proposed technology, as mentioned above, can have any possible and arbitrarily complex spatial configuration of their own.
Выбор величин используемых при осуществлении процесса обработки его технологических параметров произведен исходя из следующих соображений.The choice of values used in the implementation of the processing process of its technological parameters is made on the basis of the following considerations.
При применении величины напряженности генерируемых в зоне обработки переменных магнитных полей меньших, чем 2,5×104 А/м, в процессе осуществления обработки не удается обеспечить возможность проведения формирования в поверхностных слоях этих изделий синтезируемых в соответствии с предложенной технологией необходимых для дальнейшей эксплуатации изделий дополнительных защитных образований.When applying the magnitude of the intensity of alternating magnetic fields generated in the processing zone of less than 2.5 × 10 4 A / m, during processing it is not possible to provide the possibility of forming in the surface layers of these products synthesized in accordance with the proposed technology necessary for further operation of the products additional protective formations.
Использование напряженности магнитных полей со значением большим, чем 1×105 А/м, не позволяет получить в процессе осуществления предложенной технологии обработки какие-либо «особые» преимущества.The use of magnetic fields with a value greater than 1 × 10 5 A / m does not allow to obtain any “special” advantages in the implementation of the proposed processing technology.
Однако в этом случае будет иметь место проявление при осуществлении такого рода процесса еще и дополнительного негативного фактора, т.е. резкого роста необходимых для проведения этой технологии затрат используемой электрической энергии.However, in this case, during the implementation of this kind of process, there will also be an additional negative factor, i.e. a sharp increase in the cost of electric energy used to carry out this technology.
То же самое, при применении значения частоты прикладываемых к зоне обработки магнитных полей меньшей, чем 20 Гц, не удается обеспечить формирование многокомпонентных защитных прослоек в объеме составляющего изделие металла. Использование же частот колебания магнитных полей в диапазоне большем, чем 70 Гц, точно таким же образом не позволяет гарантировать возможность достижения наиболее оптимальных результатов при выполнении процесса синтеза на поверхности обрабатываемой детали многослойной защитной структуры. Аналогичные соображения могут быть использованы и при проведении рассмотрения величины используемых при выполнении обработки других технологических параметров, таких как применяемые для выполнения указанного выше процесса временные промежутки, скорость вращения детали в полости кольцевого корпуса устройства, диапазон изменения значений диаметра входящих в насыпную массу зернышек стальной дроби и т.д.The same, when applying the frequency value applied to the processing zone of magnetic fields less than 20 Hz, it is not possible to ensure the formation of multicomponent protective interlayers in the volume of the component metal. Using the same frequency of oscillation of magnetic fields in the range of greater than 70 Hz, in the same way does not guarantee the possibility of achieving the most optimal results when performing the synthesis process on the surface of the workpiece of a multilayer protective structure. Similar considerations can be used when considering the magnitude of other technological parameters used during processing, such as the time intervals used to perform the above process, the speed of rotation of the part in the cavity of the annular casing of the device, the range of variation of the diameter of the grains of steel shot included in the bulk density and etc.
Исходя из всей этой изложенной выше информации можно в итоге прийти к конечному выводу, что при осуществлении предложенного способа проведения обработки на обрабатываемых металлических изделиях создается целый набор из вновь сформированных непосредственно в их теле глубоких фазовых структур, представленный защитными прослойками, обладающими высокой твердостью, тугоплавкостью и собственной химической стойкостью.Based on all of the above information, we can finally come to the final conclusion that when implementing the proposed method for processing on processed metal products, a whole set of deep phase structures newly formed directly in their body is created, which is represented by protective interlayers with high hardness, refractoriness and own chemical resistance.
Далее в предлагаемых для проведения дальнейшего рассмотрения материалах описания этого изобретения указываются принципы, в соответствии с которыми выполняется работа самого применяемого при осуществлении этого способа обработки изделий предложенного устройства.Further, the materials for the description of this invention, proposed for further consideration, indicate the principles in accordance with which the work of the proposed device used in the implementation of this method is performed.
На представленных чертежах изображено устройство для осуществления указанного выше способа получения на обрабатываемых изделиях глубоких диффузионных защитных слоев.The drawings show a device for implementing the above method for producing deep diffusion protective layers on workpieces.
На фиг.1 - продольный разрез - схема устройства с установленными на его кольцевом корпусе, обеспечивающими проведение процесса обработки изделия, основными силовыми функциональными узлами.Figure 1 is a longitudinal section is a diagram of a device with the main power functional units installed on its annular body, providing the process of processing the product.
На фиг.2 - поперечный разрез кольцевого корпуса устройства по A-A, проходящий непосредственно через его рабочую полость с установленным прямо в нем обрабатываемым изделием.Figure 2 is a cross section of the annular housing of the device along A-A, passing directly through its working cavity with the workpiece installed directly in it.
На фиг.3 - узел I (см. фиг.2), с изображением на ней в увеличенном масштабе варианта проведения установки Ф-образного силового магнитного контура, которая выполнена на наружной поверхности кольцевого круглого корпуса самого используемого для осуществления обработки этого устройства.Figure 3 - node I (see figure 2), with an image on it on an enlarged scale of the installation of the F-shaped power magnetic circuit, which is made on the outer surface of the annular circular case of the most used for processing this device.
На фиг.4 - представлена схема расположения полученных после завершения процесса обработки защитных диффузионных прослоек, размещенных прямо около наружных участков профиля изделия, выполненная в увеличенном масштабе.Figure 4 - shows the location diagram obtained after completion of the processing process of protective diffusion layers located directly near the outer sections of the product profile, made on an enlarged scale.
На указанных выше фигурах, фиг.1-фиг.4, в свою очередь, обозначены:In the above figures, figure 1-figure 4, in turn, are indicated:
Поз.1 - само обрабатываемое изделие (резьбовая «шпилька»).Pos.1 - the workpiece itself (threaded "hairpin").
Поз.2 - многокомпонентная вязкая водяная суспензия («грязеобразная каша»), используемая при выполнении процесса обработки, где в качестве одной из главных составляющих последней применяется насыпная масса, формируемая зернами стальной дроби.Pos.2 - multicomponent viscous water suspension ("mud-like porridge"), used during the processing process, where one of the main components of the latter is used bulk mass formed by grains of steel shot.
Поз.3 - кольцевой круглый корпус, в «рабочей» полости которого размещено обрабатываемое изделие и многокомпонентная водяная суспензия 2.Pos.3 - circular circular body, in the "working" cavity of which is placed the workpiece and
Поз.4 - торцевое днище кольцевого корпуса, расположенное в самой нижней его части.Pos.4 - end bottom of the annular housing located in its lowest part.
Поз.5 - Ф-образные силовые магнитные контуры, обеспечивающие при подключении их к внешнему источнику подачи электрического тока формирование магнитных потоков, поступающих непосредственно прямо в тело фокусирующих насадок 8.Pos. 5 - F-shaped power magnetic circuits that provide, when connected to an external source of electric current, the formation of magnetic fluxes coming directly to the body of the focusing
Поз.6 - рабочие элементы, образующие в процессе проведения стыковки как бы две одинаковые половины, составляющие при соединении их букву «Ф», из которых и формируется само тело обрабатывающего магнитного контура.Pos.6 - working elements that form two identical halves in the process of joining, making up the letter “F” when connecting them, from which the body of the processing magnetic circuit is formed.
Поз.7 - обмотки-катушки, смонтированные непосредственно в объеме тела рабочих элементов 6 и выполняющие тем функции создающих индивидуальные магнитные поля соленоидов.Pos.7 - winding coils mounted directly in the body volume of the working
Поз.8 - запрессованная непосредственно в имеющееся в теле магнитного контура 5, в его нижней горизонтальной поперечной перекладине, монтажное технологическое отверстие, цилиндрическая фокусирующая насадка, с помощью которой формируются направленные прямо к центральной части внутреннего объема кольцевого круглого корпуса 3, «вытянутые» в длину, цилиндрические магнитные «пучковые скопления» силовых линий «K».Pos.8 - pressed directly into the
Поз.9 - установочная полая втулка, жестко закрепленная непосредственно на наружной поверхности кольцевого круглого корпуса 3, внутренняя полость которой сообщается прямо с его объемом, а в верхней части этой втулки имеется выполненная для проведения последующего монтажа фокусирующей насадки 8 резьбовая нарезка, и с помощью ее производится соединение внутренней поверхности этой установочной втулки с предусмотренной для осуществления закрепления в той же ее области, наружной концевой резьбовой нижней части тела указанной выше цилиндрической насадки 8.Pos. 9 is an installation hollow sleeve rigidly fixed directly on the outer surface of the annular
Поз.10 - криволинейная шайба «вкладыш», обеспечивающая «заполнение» возникающей при установке Ф-образного магнитного контура 5 криволинейной полости-выемки, которая непосредственно примыкает к внутренней поверхности полости корпуса 3, и позволяющая в дальнейшем «профилактически» ликвидировать возникновение каких-либо дополнительных «помех» или «препятствий» в процессе проведения вращения тела обрабатываемого изделия 1 в рабочем объеме полости кольцевого корпуса 3.Pos.10 - curved washer "liner", which provides "filling" arising when installing the F-shaped
В свою очередь, на указанных выше чертежах, фиг.1-фиг.4, буквами обозначены:In turn, in the above drawings, figure 1-figure 4, the letters indicate:
- буквой «Б» - цилиндрические установочные спирали, проложенные на боковой наружной поверхности кольцевого круглого корпуса устройства 3, на которых осуществляется закрепление Ф-образных магнитных контуров 5,- the letter "B" - cylindrical installation spirals laid on the lateral outer surface of the annular circular case of the
- буквой «В» - формируемое как бы «внутри» обрабатываемого изделия 1 защитное многослойное покрытие,- the letter "B" - formed as if "inside" of the workpiece 1 protective multilayer coating,
- буквой «Г» - создаваемые фокусирующими насадками 8 «цилиндрические пучковые» скопления магнитных силовых линий, направленные от периферийных областей кольцевого корпуса 3 прямо к его центральному ядру,- the letter "G" - created by the focusing
- буквой «Д» - выполненная на нижнем торце фокусирующей насадки 8 выемка, имеющая конфигурацию гиперболоида вращения,- the letter "D" is made at the lower end of the focusing
- буквой «Е» - полученный после завершения процесса обработки на «боковой» поверхности изделия 1, т.е. непосредственно прямо на наружном профиле сформированной на нем метрической резьбы, самый верхний защитный слой, представленный оксалатами свинца и титана,- the letter "E" - received after completion of the processing process on the "side" surface of the product 1, ie directly on the outer profile of the metric thread formed on it, the topmost protective layer, represented by lead and titanium oxalates,
- буквой «Ж» - промежуточная «сотовая» прослойка, на которой синтезируется, как на своего рода подложке, «вышележащая» защитная структура, состоящая из указанных ранее оксалатов, и образуемая, в свою очередь, из карбидов железа, титана и хрома,- the letter "G" - an intermediate "honeycomb" layer, on which is synthesized, as on a kind of substrate, an "overlying" protective structure consisting of the oxalates mentioned above, and formed, in turn, from iron, titanium and chromium carbides,
- буквой «И» - слой, состоящий из фазовой структуры, свойства которой полностью совпадают с характеристиками ст.45Х, подвергнутой термообработке - т.е. «закалке с отпуском»,- the letter “I” - a layer consisting of a phase structure, the properties of which fully coincide with the characteristics of art.45X, subjected to heat treatment - i.e. "Quenching with vacation",
- буквой «К» - исходный материал - основа, т.е. ст.45, из которого само обрабатываемое изделие 1 и было когда-то изготовлено.- the letter "K" - the source material is the basis, ie Art. 45, from which the workpiece itself 1 was once made.
Следует дополнительно отметить, что предложенное устройство имеет следующие характерные особенности своего конструктивного исполнения.It should be further noted that the proposed device has the following characteristic features of its design.
В нижней части круглого кольцевого корпуса 3 устанавливается торцевая «крышка-заглушка» 4, обеспечивающая возможность заполнения его внутренней полости грязеобразной массой обрабатывающей раствора-суспензии 2 (выполняющая функции своего рода «днища»).In the lower part of the circular
На боковой наружной поверхности кольцевого корпуса 3 проходят три спиралеобразные опоясывающие его кривые линии «Б», на которых и осуществляется закрепление обрабатывающих генераторов 5, имеющих фокусирующие насадки 8. Монтаж указанных выше силовых узлов производится в отверстиях установочных втулок 9, проходящих «насквозь» через стенки корпуса 3.On the lateral outer surface of the
При помощи криволинейных «выглаживающих» шайб 10 обеспечивается свободное, без особых на то помех и принудительного «притормаживания», «обкатывание» составляющей насыпную массу стальной дроби, по всем участкам профиля вращающегося в полости кольцевого корпуса 3, обрабатываемого изделия 1.With the help of curved "smoothing"
Сами эти «выглаживающие» шайбы 10 формируются при проведении «плотной» запрессовки в полученные при пересечении объемов тела установочных втулок 9, с внутренней боковой поверхностью полости корпуса 3, криволинейные выемки, ферромагнитной смеси, состоящей например, из смеси порошка кобальта, с мелкими чугунными опилками.These “smoothing”
Сформированные при этом и «выпирающие» прямо вовнутрь участки поверхности этих «выглаживающих» элементов затем «заполировываются» таким образом, чтобы их плоскости являлись как бы естественным продолжением соседних с ними участков, принадлежащим внутренней поверхности полости корпуса, рядом с которыми они и расположены.The surface areas of these “smoothing” elements formed and “protruding” directly inward are then “polished” so that their planes are, as it were, a natural extension of their neighboring areas belonging to the inner surface of the body cavity, next to which they are located.
Обрабатываемое изделие 1, перед началом осуществления процесса обработки, вставляется в зажимной патрон, прикрепленный к шпинделю внешнего привода передачи движения (на чертеже этот узел не показан).The workpiece 1, before the start of the processing process, is inserted into the chuck attached to the spindle of the external drive of the transmission of motion (this figure is not shown in the drawing).
Функции последнего может выполнять соответствующий элемент широко распространенного в промышленном производстве оборудования - например суппорт вертикально-сверлильного станка (на чертеже не показан).The functions of the latter can be performed by the corresponding element of equipment widely used in industrial production - for example, a support of a vertical drilling machine (not shown in the drawing).
Соответственно, по окончательном завершении процесса, получения «особо - стойких» защитных прослоек, обрабатываемое изделие 1 извлекается из этого зажимного приспособления и отправляется для его использования по прямому назначению.Accordingly, upon the final completion of the process, the receipt of "particularly resistant" protective layers, the workpiece 1 is removed from this clamping device and sent for its intended use.
Процесс получения многослойных диффузионных защитных прослоек, формируемых с применением предложенного устройства, непосредственно прямо в теле обрабатываемого изделия, осуществляется следующим образом:The process of obtaining multilayer diffusion protective layers formed using the proposed device directly directly in the body of the workpiece is carried out as follows:
То есть в самом начале процесса осуществления такой обработки закрепленное на конце шпинделя внешнего привода (на чертеже не показан) изделие 1 погружается во внутреннюю «рабочую» полость кольцевого корпуса 3, предварительно заполненную раствором-суспензей 2, содержащей в своем объеме, в том числе и насыпную массу, состоящую из стальных шариков-дроби, имеющих различный диаметр.That is, at the very beginning of the process of such processing, the product 1 fixed at the end of the spindle of the external drive (not shown in the drawing) is immersed in the internal "working" cavity of the
«Заталкиваемое» туда изделие 1, в конечном итоге, раздвигает слои обрабатывающей суспензии 2 своим собственным телом в разные стороны и занимает там штатное технологическое фиксированное исходное положение.The product “pushed” there 1, ultimately, pushes the layers of the
После этого включается привод внешнего источника передачи движения и тело обрабатываемой детали 1 начинает выполнять угловые повороты относительно собственной продольной оси симметрии, «проворачиваясь» прямо в массе заполняющей корпус раствора-суспензии 2 со скоростью от 15 до 30 об/мин.After that, the drive of the external source of motion transmission is turned on and the body of the workpiece 1 begins to perform angular rotations relative to its own longitudinal axis of symmetry, "turning" right in the mass filling the body of the solution-
В процессе совершения указанного выше вращательного перемещения составляющие объем обрабатываемой детали его наружные слои как бы периодически «налетают» на окружающие их со всех сторон «твердые» зерна дроби. В момент протекания этих «лобовых» и «боковых» обоюдных столкновений между указанными выше их «виновниками-участниками», обеспечивающими проведение этих «взаимных наездов», в составляющих поверхностные слои металла кристаллических решетках осуществляется процесс интенсивно выполняемой в указанных выше зонах своего рода «ломки» соединяющих узлы последних в единый целостный монолитный металлический массив, структурных связей - «мостиков».In the process of performing the above rotational movement, the outer layers that make up the volume of the workpiece are periodically “flying” onto the “solid” grain grains surrounding them from all sides. At the moment of these “head-on” and “side” mutual collisions between the above-mentioned “culprits-participants”, ensuring the conduct of these “mutual incursions”, a process of “breaking” is intensively performed in the above-mentioned zones of the metal in the above-mentioned zones "Connecting the nodes of the latter into a single integral monolithic metal massif, structural bonds -" bridges ".
Следовательно, имеет место и генерация потоков, состоящих из полученных таким образом, пакетов дислокаций, обязательно сопутствующая указанному выше и как бы «автоматически» протекающему в этих зонах физическому явлению. Эти создаваемые таким образом потоки всегда направлены, как правило, от периферийных слоев металла к ядру обрабатываемого по этой технологической схеме самого такого металлического изделия.Therefore, there is also the generation of flows consisting of dislocation packets obtained in this way, which necessarily accompany the aforementioned physical phenomenon that is “automatically” occurring in these zones. These flows created in this way are always directed, as a rule, from the peripheral layers of the metal to the core of such a metal product processed by this technological scheme.
Так как при осуществлении вращательного перемещения обрабатываемой детали 1, к источнику внешнего питания подключаются и обмотки-катушки 7 генераторов 5, все указанные выше явления протекают в зоне воздействия пронизывающих полость корпуса 3 со всех сторон и радиально проходящих сквозь само тело обрабатываемого изделия 1 цилиндрических «пучковых» магнитных скоплений «Г».Since during the rotational movement of the workpiece 1, the winding
Последние создаются при попадании генерируемых в Ф-образных контурах 5 с помощью входящих в их состав соленоидов 7, магнитных потоков, подаваемых через их рабочие элементы 6, непосредственно прямо в тело фокусирующей насадки 8, а затем и на поверхность имеющейся на ее нижнем торце выемки - гиперболоида «Д» (см. фиг.3).The latter are created when the generated in the F-shaped
Воздействие вращающихся цилиндрических пучковых магнитных скоплений «Г», осуществляемое одновременно с проведением процесса «ломки - деформации» составляющих поверхностные слои металла кристаллических решеток, опять же, в свою очередь, приводит к появлению следующих, неизбежно сопровождающих само событие возникновения этих, отмеченных ранее, технологических эффектов, специфических физических явлений.The impact of rotating cylindrical beam magnetic clusters "G", carried out simultaneously with the process of "breaking - deformation" constituting the surface layers of the metal crystal lattices, again, in turn, leads to the appearance of the following, inevitably accompanying the event of the occurrence of these previously noted technological effects, specific physical phenomena.
Одновременное осуществляемое и как бы совместное воздействие на создающиеся таким образом контактные зоны сразу же двух волновых процессов - пластической деформации входящих в их состав наружных слоев металла и проводимое в этот же самый момент времени их интенсивное «перемагничивание» обеспечивает, в свою очередь, и формирование наиболее оптимальных условий для выполнения технологической операции, которую с достаточно большой долей уверенности можно охарактеризовать как молниеносно протекающий прямо в объеме детали так называемый «мгновенно осуществляемый диффузионный перенос».The simultaneous and, as it were, joint effect on the contact zones created in this way immediately of two wave processes — the plastic deformation of the outer layers of the metal included in their composition and their intense “magnetization reversal” carried out at the same instant of time, ensures, in turn, the formation of the most optimal conditions for carrying out a technological operation, which with a fairly high degree of certainty can be described as so-called lightning flowing directly in the volume of the part "Instantaneous diffusion transfer."
Сама суть указанного выше физического явления состоит в том, что находящиеся рядом с участками поверхности профиля изделия 1, где и регистрируется указанный выше факт «наложения» этих двух «волновых эффектов», и предварительно активированные скоплениями магнитных силовых линий «Г», фрагменты составляющих обрабатывающий раствор-суспензию 2 химических соединений начинают, от указанной выше, так сказать «стартовой» линии, с «супервысокой» скоростью осуществлять собственное, направленное внутрь образующих эти взаимодействующие контактные зоны, а следовательно, и входящих в них слоев металла, непрерывно выполняемое «молниеносно протекающее перемещение».The essence of the above physical phenomenon is that located near the surface sections of the product profile 1, where the above-mentioned fact of “superposition” of these two “wave effects” is recorded, and pre-activated by clusters of magnetic field lines “G”, the fragments of the component processing solution-suspension of 2 chemical compounds begin, from the above-mentioned “starting” line, with a “super-high” speed, to carry out their own, directed inwardly forming these interacting contacts s band, and consequently of their constituent metal layers continuously performed "lightning flowing movement."
Это успешно производимое полученными в процессе осуществления «магнитной ломки» из ранее составляющих раствор-суспензию 2 соединений, «юркими» и «быстрыми» компонентами - «осколками», своего рода их «заталкивание» в указанные выше «перестраиваемые» микрообъемы составляющего изделие 1 металла, и приводит, в конечном итоге, к «вытеснению» из непосредственно входящих прямо в состав последних и формирующих их кристаллических решеток, т.е. как бы образующих эти указанные выше структуры, их отдельных узлов-атомов, из ранее занимаемого ими, так сказать, стационарного положения. При этом они «задвигаются» глубоко вовнутрь массы составляющего изделие 1 металла, а на их прежнем месте, «с достаточно большим комфортом», размещаются более «проворные» и «жизнеспособные», перечисленные ранее «пришельцы» извне (ионы Pb+2; Pb+4; Cr+3; Ti+4; C+4).This is successfully produced by 2 compounds obtained in the process of carrying out “magnetic breaking” from previously constituting a solution-suspension, “brisk” and “fast” components - “fragments”, a kind of “pushing” them into the above “tunable” microvolumes of the metal component 1 , and ultimately leads to “crowding out” of the crystal lattices that directly form part of the latter and form them directly, i.e. as if forming these above-mentioned structures, their individual nodes-atoms, from the stationary position previously occupied by them, so to speak. At the same time, they “slide” deep into the mass of the metal constituting the product 1, and in their former place, “with sufficiently great comfort”, are placed the more “agile” and “viable” previously listed “newcomers” from the outside (ions Pb +2 ; Pb +4; Cr +3; Ti +4; +4 C).
Попавшие же вследствие этого, в места наиболее благоприятного в условиях этого интенсивно осуществляемого внешнего воздействия своего собственного нового уже постоянного места «проживания», эти активированные «юркие» фрагменты - «пришельцы» либо преобразуются там до приобретения ими устойчивой металлической формы (Cr+3+3ē→Cr), либо создают другие устойчивые стационарные соединения с имеющимися в зоне обработки и тоже достаточно «подвижными» компонентами - неметаллоидами (C+4; O-2).As a result of this, these activated “nimble” fragments - “aliens”, which were most favorable in the conditions of this intensively carried out external influence of their own new already permanent place of “residence”, are either transformed there before they acquire a stable metal form (Cr +3 + 3ē → Cr), or create other stable stationary compounds with available in the treatment zone and also quite “mobile” components - nonmetalloids (C +4 ; O -2 ).
В связи же с тем, что все отмеченные ранее активные участники проведения построения в объеме металла новых защитных «прослоек» обладают различными «весовыми категориями» (все вышеперечисленные ионы имеют разный атомный вес, валентность, а следовательно, также и «подвижность», и «проникающую» способность) - то и распределение этих полученных в поверхностных слоях объема изделия 1 новых структурных образований осуществляется с размещением их на разных вертикальных уровнях относительно его «центрального ядра». Самую исходную, как бы начальную для проведения настроения такой многослойной структуры стартовую позицию в этом указанном здесь случае занимает самая первая прослойка «Е» (см. фиг.4), то есть одна из отмеченных ранее «крайних» верхних составляющих полученного многокомпонентного защитного покрытия «В» (см. фиг.2), включающая в себя как оксалаты свинца, так и титана.In connection with the fact that all previously active participants in the construction of new protective “layers” in the metal volume have different “weight categories” (all of the above ions have different atomic weights, valencies, and therefore also “mobility”, and “ penetrating "ability) - then the distribution of these new structural formations obtained in the surface layers of the product volume 1 is carried out with their placement at different vertical levels relative to its" central core ". The very initial, as it were initial, starting point for conducting the mood of such a multilayer structure in this case indicated here is occupied by the very first layer “E” (see FIG. 4), that is, one of the “extreme” upper components of the obtained multicomponent protective coating “ B "(see figure 2), which includes both lead oxalates and titanium.
Она к тому же еще и не обладает какой-либо достаточно четко выраженной кристаллической организацией. То есть, попросту говоря, эта структура относится к образованиям «аморфным». Следом за ней, дальше «вглубь» объема металла, «задвинуто» «второе по счету» сотовое структурное образование «Ж», состоящее, в свою очередь, из мелких зерен карбидов хрома, титана и железа.In addition, it also does not possess any sufficiently distinct crystalline organization. That is, simply put, this structure refers to the "amorphous" formations. Following it, further “deeper” into the volume of the metal, the “second in a row” cellular structural formation “Zh” is “pushed”, which, in turn, consists of small grains of chromium, titanium, and iron carbides.
Под ним, еще ближе к ядру изделия 1, размещается прослойка «И», строение которой практически полностью совпадает с конфигурацией соответствующего кристаллического образования, как бы сформированного после проведения закалки с отпуском широко распространенной стали марки 45X.Below it, even closer to the core of product 1, there is an “I” layer, the structure of which almost completely coincides with the configuration of the corresponding crystalline formation, as if formed after quenching with tempering of the widespread 45X steel.
Вполне понятно, что присутствующий в составе указанной выше «последней» из всех перечисленных ранее защитной прослойки «И» элемент «хром» «просочился» в нее прямо из окружающего обрабатываемое изделие 1 объема многокомпонентного раствора-суспензии 2. Т.е. первоначально отсутствующий в этих глубоко расположенных слоях металла «легирующий» атом Cr поступил в эти зоны за счет осуществления переноса в указанные выше области активированных фрагментов, содержащих этот компонент соединений, полученных под воздействием генерируемых в объеме раствора-суспензии 2 пучковых цилиндрических скоплений «Г», принадлежащих мощным магнитным полям.It is quite clear that the “chrome” element present in the “last” of all the previously mentioned protective layers “I” that has “leaked” into it directly from the volume of a multicomponent solution-
Таким образом, по истечении относительно небольшого промежутка времени на поверхности находящегося в рабочей полости кольцевого корпуса 3 обрабатываемого изделия 1 формируется многослойная «сэндвичеобразная» защитная структура, светло-серого цвета с фиолетовым оттенком.Thus, after a relatively short period of time, a multilayer “sandwich” protective structure, light gray in color with a violet tint, is located on the surface of the
Указанное выше, это вновь полученное прямо в поверхностных слоях металла, принадлежащих прошедшему обработку в предлагаемом устройстве изделию 1, многослойное образование сохраняет все свои основные «устойчивые» защитные свойства, даже в условиях воздействия на нее целого комплекса из негативных факторов возможного крайне агрессивного, внешнего влияния на составляющие последнюю структуры (высокой температуры, агрессивных растворов и расплавов, ударных механических нагрузок).The above, this newly obtained directly in the surface layers of metal belonging to the product 1 which has been processed in the proposed device, the multilayer formation retains all its basic “stable” protective properties, even when exposed to a whole complex of negative factors of possible extremely aggressive, external influence on the components of the latter structure (high temperature, aggressive solutions and melts, mechanical shock loads).
Примерная конфигурация состоящих из разных компонентов защитных прослоек, синтезируемых из присутствующих в растворе-суспензии 2 соединений, при осуществлении обработки изделия 1, во внутренней полости корпуса 3 предложенного устройства, показана на фиг.4 (слои «Е»; «Ж»; «И»).An exemplary configuration consisting of different components of the protective layers synthesized from the compounds present in the
Составляющий основное тело обрабатываемого изделия 1 и расположенный по его центру объем металла «К» (см. фиг.4) существенных изменений почти не претерпевает.The main body of the workpiece 1 and the volume of metal “K” located in its center (see FIG. 4) almost does not undergo significant changes.
Единственная, заметно выделяющаяся в процессе проведения последующей эксплуатации уже готового изделия, так сказать «положительная» особенность выполнения модификации составляющих этот объем «К» слоев, определяется, прежде всего, влиянием на их конечную структуру, обязательно сопутствующего протеканию этапа фазовой перестройки в прослойках «Е»; «И»; «Ж», «выноса» из составляющих его ядро кристаллических решеток «лишних» атомов углерода, а также и нежелательных элементов - неметаллических примесей, и соответствующего количества уже имеющихся в них «избыточных» дислокаций.The only thing that stands out during the subsequent operation of the finished product, the “positive” feature, so to speak, of the modification of the layers that make up this “K” volume is determined, first of all, by the effect on their final structure, which necessarily accompanies the phase reconstruction phase in the “E "; "AND"; “G”, “removal” of “extra” carbon atoms, as well as undesirable elements — non-metallic impurities, and the corresponding number of “excess” dislocations already present in them from the core of the crystal lattices of its core.
Т.е. «ядро» обработанного изделия приобретает в итоге как бы «повышенную вязкость» и слегка «уплотняется».Those. As a result, the “core” of the processed product acquires a “higher viscosity” and is slightly “compacted”.
Толщина формируемых в предложенном устройстве на обрабатываемых изделиях такого рода «защитных прослоек» будет напрямую зависеть, прежде всего, от их собственных габаритов.The thickness of such “protective layers” formed in the proposed device on the processed products in the proposed device will directly depend, first of all, on their own dimensions.
Т.е. чем больше габариты изделия, тем толще будут полученные в обрабатываемых изделиях новые защитные образования. Возможное «истощение» применяемого при обработке химического раствора - водяной суспензии, т.е. уменьшение концентрации составляющих его «активных» компонентов, периодически ликвидируется за счет выполнения принудительно осуществляемой корректировки этой применяемой при обработке субстанции, путем проведения «насильственного» добавления к ней недостающих химических соединений.Those. the larger the dimensions of the product, the thicker the new protective formations obtained in the processed products will be. A possible "depletion" of the chemical solution used in the processing is an aqueous suspension, i.e. the decrease in the concentration of its “active” components constituting it is periodically eliminated by performing a forced adjustment of this substance used in processing, by “forcibly” adding the missing chemical compounds to it.
По завершении всего указанного выше технологического цикла шпиндель внешнего привода, на конце которого закреплена обрабатываемая деталь 1, поднимается прямо вверх по вертикали. Изделие 1 при этом извлекается из рабочей полости круглого кольцевого корпуса 3 применяемого устройства, и отсоединяется от фиксирующего его на нижнем конце шпинделя зажимного приспособления (на чертеже не показаны), и отправляется для его дальнейшего использования по прямому назначению.At the end of the entire technological cycle indicated above, the spindle of the external drive, at the end of which the workpiece 1 is fixed, rises straight up vertically. In this case, the product 1 is removed from the working cavity of the circular
При наступлении указанного выше момента времени все генераторы 5, входящие в состав устройства, отключаются от внешнего источника подачи электрической энергии, а также еще и производится остановка вращения самого его шпинделя (т.е. последний полностью отсоединяется от внешнего привода передачи движения).When the time point indicated above occurs, all the
С помощью предложенного устройства, таким образом, может производится процесс «защитной обработки» сильно отличающихся друг от друга по своей объемной структуре металлических изделий, которые могут обладать самой сложной пространственной конфигурацией и состоять из любого применяемого в промышленном производстве металла (сталь, чугун); и, кроме того, геометрические габаритные параметры обрабатываемых в его кольцевом корпусе деталей тоже в состоянии изменяться в самом широком диапазоне их возможных граничных значений.Using the proposed device, in this way, the process of “protective treatment” can be performed for metal products that are very different from each other in their bulk structure, which can have the most complex spatial configuration and consist of any metal used in industrial production (steel, cast iron); and, in addition, the geometric overall parameters of the parts processed in its annular body are also able to vary in the widest range of their possible boundary values.
Настройка на заданные технологические режимы при проведении процесса предлагаемой обработки производится с помощью электронного блока управления, который входит в состав внешнего источника подачи электрического питания (на чертеже не показан). Производя в нем необходимые изменения параметров подаваемого с его помощью в обмотки-катушки 7 генераторов 5 переменного электрического тока (силы тока; напряжения, частоты), можно, в конечном итоге, уверенно гарантировать и возможность достижения заданных технологией нанесения защитных прослоек условий ее выполнения, а именно обеспечить генерацию в зоне проведения получения «сэндвичеобразной» защитной структуры магнитных полей с определенным заранее заданным значением напряженности и с необходимой частотой их колебаний, а также еще и оптимальной для осуществления ее синтеза конфигурацией.Setting for the specified technological modes during the process of the proposed processing is performed using the electronic control unit, which is part of an external source of electrical power supply (not shown in the drawing). By making the necessary changes in the parameters of the alternating electric current (current, voltage, frequency) supplied to the winding-
Исходя из всего изложенного выше можно прийти к заключению, что при примении предлагаемого способа получения многослойного защитного покрытия, а также и используемого при его проведении устройства можно значительно сократить затраты привлекаемых для выполнения такого рода процессов финансовых средств и трудовых ресурсов, а также еще и существенно уменьшить количество потребляемой при осуществлении этой технологии и необходимой для ее выполнения электрической энергии.Based on the foregoing, we can conclude that when applying the proposed method for producing a multilayer protective coating, as well as the device used during its implementation, it is possible to significantly reduce the costs of financial resources and labor resources involved in performing such processes, as well as significantly reduce the amount consumed in the implementation of this technology and the necessary electric energy for its implementation.
Достижение указанного выше экономического положительного эффекта при использовании предлагаемого способа обеспечивается, прежде всего, за счет того, что такая обработка, позволяющая произвести формирование в объеме тела обрабатываемых деталей, имеющих любую конфигурацию и габариты, глубоких многослойных защитных образований, не связана с применением громоздких, сложных в конструктивном исполнении, металлоемких нагревательных печей, в рабочей зоне которых в течение достаточно длительного промежутка времени требуется еще и поддерживать температуру порядка 1000°C и выше.The achievement of the above economic positive effect when using the proposed method is ensured, first of all, due to the fact that such processing, which allows forming in the body volume of workpieces having any configuration and dimensions, deep multilayer protective formations, is not associated with the use of bulky, complex in design, metal-intensive heating furnaces, in the working area of which for a sufficiently long period of time, support is also required amb the temperature of about 1000 ° C and above.
Кроме всего прочего, при выполнении предлагаемого метода получения защитной многослойной структуры отпадает еще и настоятельная необходимость введения в состав применяемого при его осуществлении оборудования содержащих закалочные среды большеобъемных ванн, с помощью которых и выполняются наиболее распространенные в настоящее время классические технологии термической обработки (такие, как закалка с отпуском, цементация, гальваническое покрытие и т.д.).Among other things, when performing the proposed method for obtaining a protective multilayer structure, there is also an urgent need to introduce large baths containing quenching media into the composition of the equipment used in its implementation, with which the most common classical heat treatment technologies (such as quenching) are performed with tempering, carburizing, plating, etc.).
Полученное при проведении предложенного метода обработки защитное многослойное образование в отличие от почти таких же, но сформированных при помощи известных технологий (термической обработки), обладает не только высокой собственной поверхностной твердостью и значительной толщиной, но и еще дополнительно обеспечивает достижение ярко выраженной способности к стойкому сопротивлению по отношению к воздействию агрессивных внешних факторов (высоких температур, сильных неорганических кислот, щелочей, высокотемпературных солевых расплавов и т.д.).The protective multilayer formation obtained by the proposed processing method, unlike almost the same ones, but formed using known technologies (heat treatment), has not only high intrinsic surface hardness and considerable thickness, but also additionally ensures the achievement of a pronounced ability to resist in relation to the effects of aggressive external factors (high temperatures, strong inorganic acids, alkalis, high temperature salt dispersions Islands, etc.).
В силу всего изложенного выше, осуществление процесса получения таких стойких защитных прослоек на обрабатываемых изделиях с применением предложенного способа обеспечивает формирование в процессе проведения обработки необходимого комплекса условий, наличие факта действия которого обеспечивает полную ликвидацию вероятности появления так называемых «залповых выбросов», возникающих в момент «окунания» нагретых до высоких температур металлических изделий в применяемые для осуществления их мгновенного охлаждения «закалочные» жидкости.In view of the foregoing, the implementation of the process of obtaining such resistant protective interlayers on the processed products using the proposed method ensures the formation of the necessary set of conditions during processing, the presence of the fact of which ensures the complete elimination of the likelihood of the appearance of the so-called "volley bursts" arising at the time of " dipping ”metal products heated to high temperatures into“ quenching ”liquid STI
Этим самым устраняется возможность загрязнения окружающей это производство внешней природной среды получающимися при проведении такого рода обработки вредными отходами и тем самым предотвращается опасность нанесения какого-либо ущерба здоровью обслуживающего используемое при ее осуществлении оборудование, привлеченного с этой целью промышленного персонала. Получение с помощью предложенного способа такой отмеченной ранее многослойной защитной твердой структуры, вдобавок ко всему прочему, производится еще и при комнатной температуре, атмосферном давлении и в течение достаточно коротких промежутков времени.This eliminates the possibility of pollution of the external environment surrounding this production resulting from the processing of hazardous waste during this kind of treatment, and thereby prevents the risk of any damage to the health of the servicing equipment used during its implementation, involved industrial personnel for this purpose. Obtaining using the proposed method such previously noted multilayer protective solid structure, in addition to everything else, is also carried out at room temperature, atmospheric pressure and for fairly short periods of time.
Используемое при осуществлении предлагаемого способа оборудование не отличается высокой степенью сложности изготовления, а также не обладает большей металлоемкостью.The equipment used in the implementation of the proposed method does not have a high degree of manufacturing complexity, and also does not have a greater metal consumption.
В связи со всем указанным выше, процесс подготовки производства в случае, когда проведение предлагаемого способа окажется вполне экономически целесообразным, не будет связано с необходимостью привлечения для его осуществления длительных сроков времени, а также значительных затрат используемых при его выполнении финансовых и трудовых ресурсов.In connection with all of the above, the process of preparation for production in the case where the implementation of the proposed method is completely economically feasible, will not be associated with the need to attract for its implementation of long periods of time, as well as significant costs used in its implementation of financial and labor resources.
Применяемое при проведении предлагаемого способа устройство отличается простотой своего конструктивного исполнения, а следовательно, и обладает в связи с этим высокой степенью собственной эксплуатационной надежности.Used during the proposed method, the device is characterized by the simplicity of its design, and therefore has in this connection a high degree of its own operational reliability.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013142250/02A RU2555700C2 (en) | 2013-09-16 | 2013-09-16 | Making of deep diffusion protective plies on proceeded articles and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013142250/02A RU2555700C2 (en) | 2013-09-16 | 2013-09-16 | Making of deep diffusion protective plies on proceeded articles and device to this end |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013142250A RU2013142250A (en) | 2015-04-10 |
RU2555700C2 true RU2555700C2 (en) | 2015-07-10 |
Family
ID=53282208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013142250/02A RU2555700C2 (en) | 2013-09-16 | 2013-09-16 | Making of deep diffusion protective plies on proceeded articles and device to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2555700C2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2401705C1 (en) * | 2009-12-10 | 2010-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Method of surface cleaning of scale layers to produce antirust coat and device to this end |
RU2402630C2 (en) * | 2008-09-19 | 2010-10-27 | Александр Сергеевич Артамонов | Procedure for electric-thermal production and treatment of items and coating and device for implementation of this procedure |
WO2011007196A1 (en) * | 2009-07-14 | 2011-01-20 | Debiotech S.A. | Mechanically stable coating |
RU2414525C2 (en) * | 2005-04-29 | 2011-03-20 | Хорт Коатинг Сентер Са | Coated base of object and method |
-
2013
- 2013-09-16 RU RU2013142250/02A patent/RU2555700C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2414525C2 (en) * | 2005-04-29 | 2011-03-20 | Хорт Коатинг Сентер Са | Coated base of object and method |
RU2402630C2 (en) * | 2008-09-19 | 2010-10-27 | Александр Сергеевич Артамонов | Procedure for electric-thermal production and treatment of items and coating and device for implementation of this procedure |
WO2011007196A1 (en) * | 2009-07-14 | 2011-01-20 | Debiotech S.A. | Mechanically stable coating |
RU2401705C1 (en) * | 2009-12-10 | 2010-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганский государственный университет" | Method of surface cleaning of scale layers to produce antirust coat and device to this end |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013142250A (en) | 2015-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Study on the inner surface finishing of tubing by magnetic abrasive finishing | |
US4021274A (en) | Method for heat treating by induced current | |
JP2006320907A (en) | Micro-laser peening treatment using powder and film, and micro-laser peening-treated component | |
CN1831195A (en) | A Distributed Laser Point Alloying Method | |
CN102242360A (en) | Method for bionic coupling of strengthened and toughened mechanical parts | |
Ali et al. | Modeling and analysis of developed thermal additive centrifugal abrasive flow machining process | |
CN106086344A (en) | A kind of metal material roller type method for making Nano surface | |
RU2555700C2 (en) | Making of deep diffusion protective plies on proceeded articles and device to this end | |
CN104385160A (en) | Manufacturing method of electroplating grinding wheel with ordered structure | |
DE102010053326A1 (en) | Slide bearing manufacturing method for internal combustion engine, involves machining surface area of welding-rod materials after coating bearing base component with materials, and etching surface area of materials by laser radiation | |
Aswad et al. | Induction surface hardening: a review | |
Lv et al. | Improvement of the wear resistance of 20CrMnTi steel gear by discrete laser surface melting | |
Baranov et al. | Electroplastic metal cutting | |
CN112831638A (en) | High-precision metal surface composite strengthening processing method and device | |
DE2824373A1 (en) | PROCESS FOR SURFACE HARDENING OF A CAST-IRON WORKPIECE OF LIMITED THERMAL CAPACITY | |
Dojčinović et al. | The morphology of cavitation damage of heat-treated medium carbon steel | |
Hackel et al. | Contour forming of metals by laser peening | |
DE102011109071A1 (en) | Pipe Forging Process with Urformed Hollow Block | |
RU2482194C2 (en) | Method of laser processing of gear tooth working surface | |
RU2385212C2 (en) | Method of surface hardening | |
RU2367562C1 (en) | Surface hardening method | |
RU2270259C2 (en) | Method of strengthening of components made out of medium carbon steel and high-carbon steels | |
RU2516859C2 (en) | Method of surface hardening for ferromagnetic gear wheels and device for its implementation | |
RU2428597C1 (en) | Procedure for formation of wear-less friction pair and device for its implementation | |
KR20160054906A (en) | Hybrid type low friction materials mixed plating layer and dimple and automotive engine with the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150917 |