SU1539215A1

SU1539215A1 - Способ термической обработки металлических изделий

Info

Publication number: SU1539215A1
Application number: SU884435628A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Ильич Клейман; Сергей Максимович Дегтяренко; Юрий Александрович Селезнев
Original assignee: Нижневартовский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1988-03-31
Publication date: 1990-01-30

Abstract

Изобретение относитс к термической обработке стали при помощи концентрированных источников энергии, конкретнее плазмы, и может быть использовано в машиностроении дл изготовлени изделий буровых установок. Цель изобретени - улучшение качества издели путем ликвидации микротрещин и уменьшени шероховатости поверхности и повышение производительности процесса. Сущность изобретени заключаетс в том, что при нагреве поверхности издели движущейс плазменной дугой на изделие подают посто нный электрический ток мощностью, составл ющей 0,5 - 2,5 от мощности тока плазменной дуги и имеющий направление, противоположное направлению тока дуги. Величина зазора между плазменной дугой и изделием регулируетс магнитным полем и измен етс обратно пропорционально скорости движени дуги. В процессе обработки между электродами и поверхностью издели устанавливают магнитные экраны. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс к термической обработке стали при помощи концентрированных источников энергии, конкретнее плазмы, и может быть использовано в машиностроении при изготовлении изделий буровых установок. ч

Цель изобретени - улучшение качества изделий путем ликвидации микротрещин и уменьшение шероховатости поверхности и повышение производительности процесса.

На чертеже изображена схема обра- ботки.

На чертеже обозначено: 1 - обрабатываемое изделие, 2 - катод плазменного генератора, 3 - анод плазменного генератора, 4 - магнитное устройство , 5 - электрические контакты, 6 - привод перемещени , 7- - магнитные экраны.

На обрабатываемое изделие 1 из металла либо другого токопровод щего материала через медные контакты 5 подаетс электрический ток, направление которого противоположно направлению тока плазмы.

сл

со

со to

сл

Мощность электрического тока, подаваемого на изделие, лежит в следующих пределах

Ри (0,5-2,5)Р„ (0,5-2,5)InUn(U

Где Ри - мощность электрического тока , подаваемого на изделие; Рп - мощность тока плазменной

дуги;

1П - сила тока плазменной дуги; ир - напр жение плазменной дуги.

Данна зависимость установлена экспериментально и указывает реальные пределы,при которых не происходит за- юлкание плазменной дуги на поверхность . Очевидно, что дл уменьшени ютерь на изделие необходимо подавать ток высокого напр жени и малой силы тока.

При мощности тока, подаваемого на изделие, ниже 0,5 мощности дуги по вл етс возможность замыкани плазменной дуги на поверхность, а подача мощности выше 2,5 мощности дуги ограничена тем, что по нормам выбора напр жени электроустановок дл предпри тий и закрытых помещений допускаетс подача напр жени до 10 кВ.

Повышение силы тока приводит к большому разогреву детали и, соответственно , к неоправданно высоким потер м энергии.

Обоснование выбора расчетной форму лы (1) представлено в таблице.

Как видно из таблицы, оптимальный диапазон мощности тока, подаваемого на изделие, в зависимости от мощности тока плазменной дуги лежит в диапазо- не

Ри-(0,5-2,5)Рп(0,5-2,5)1йип.

Плазменна дуга горит между ка тодом 2 и анодом 3, а магнитное устройство 4 прижимает дугу к поверхности и регулирует зазор между плазменно дугой и поверхностью, а следовательно и температуру издели , привод 6 пе- ремещает обрабатываемое изделие, причем чем меньше зазор между плазменной дугой и поверхностью, тем выше скорость перемещени .

Магнитные экраны 7 экранируют катод 2 и анод 3 от обрабатываемой поверхности дл избежани пробо диэлектрика (воздуха) между обрабаты

5

о

5 Q

5

ваемым изделием и электродами плаз- ( менной генератора.

Пример 1. Обрабатывалс лист стали 40 ГОСТ 1050-74 размерами 800x600x12, шероховатость поверхности RT 160. Рассто ние между анодом и катодом плазмотрона 120 мм, параметры плазменной дуги I 200 A, U 300 В. Параметры тока, подаваемые на обрабатываемый лист I Ь A, U 10000 В. До обработки при рассмотрении обрабатываемой поверхности в микроскоп на ней наблюдаютс микротрещины. Обработка листа производилась с зазором между дугой и поверхностью 1 мм, ширина обрабатываемой зоны 80 мм, скорость перемещени дуги по поверхности 100 мм/с. I

После обработки поверхность стала оплавленной, при рассмотрении в микроскоп микротрещин не обнаружено, шероховатость поверхности стала R 80.

Способ плазменной обработки поверхности электропроводных материалов позвол ет производить поверхностную, высокотемпературную (до 30000°С), высокопроизводительную обработку поверх- /ности металлов и других токопровод - ших материалов дл устранени поверхностных микротрещин, получать оплавленную поверхность дл различных целей , в частности дл увеличени коррозионной стойкости, уменьшени сцеплени поверхности с другими материалами .

Процесс получени покрыти с требуемым качеством поверхностного сло включает процесс нанесени покрыти и процесс его механической обработки. Процесс нанесени покрыти осуществл лс на установке АПР-402, производительность которой 5 кг порошка в час. Дл напылени использовалс порошок ПР-СРЗ. Толщина покрыти 2 мм. С учетом коэффициента использовани порошка 0,5 масса порошка, необходимого дл нанесени покрыти на 1 м2 F составл ет 30 кг. Врем , необходимое дл нанесени покрыти на 1 м2, составл ет 6 нормо-часов.

Дл получени требуемого качества поверхностного сло стальной лист обрабатывалс на шлифовальном станке. При производительности обработки 3000 мм3/мин общее врем обработки 1 м2 составл ет 11 нормо-часов.

Таким образом, осуществление способа-прототипа требует расхода на 1 м2 30 кг порошка и 17 нормо-часов.

Предложенный способ обеспечивает производительность 8000 мм2/с. Следовательно , дл обработки 1 м2 потребуетс 0,03 нормо-часов, т.е. произ- водит ельность резко возрастает.

Плазменной дугой обрабатывалась поверхность издели клин дл буровых установок. Клин изготовлен из стали 40 ГОСТ 1050-74. Мощность тока плазменной дуги равн лась 15 кВт, мощность тока, подаваемого на изделие, - 18 кВт. Твердость поверхности клина дл буровых установок до обработки была 20 HRC, а после обработки - 48 HRC.

Claims

1. Способ термической обработки металлических изделий, включающий на 5

0

грев поверхности движущейс плазменной дугой, создаваемой электродами, с заданной величиной зазора между дугой и поверхностью детали, отличающийс тем, что, с целью улучшени качества изделий путем ликвидации микротрещин, уменьшени шероховатости поверхности и повышени производительности процесса, на обрабатываемое изделие подают посто нный электрический ток мощностью, составл ющей 0,5-2,5 от мощности тока плазменной дуги, и имеющий направление, противоположное направлению тока дуги, а заданную величину зазора регулируют магнитным полем с помощью магнитных экранов, помещенных между электродами и поверхностью издели .

2. Способ по п. 1, отличающийс тем, что величину зазора измен ют в обратно пропорциональной зависимости от скорости движени плазменной дуги.

00CDC

1

«га

3

I

J

Ю