SU1655997A1 - Method for improving inner surface of hollow products - Google Patents

Method for improving inner surface of hollow products Download PDF

Info

Publication number
SU1655997A1
SU1655997A1 SU884405042A SU4405042A SU1655997A1 SU 1655997 A1 SU1655997 A1 SU 1655997A1 SU 884405042 A SU884405042 A SU 884405042A SU 4405042 A SU4405042 A SU 4405042A SU 1655997 A1 SU1655997 A1 SU 1655997A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
pipe
waveguide
radius
balls
tube
Prior art date
Application number
SU884405042A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Давид Лазарович Липсман
Геннадий Николаевич Мохов
Борис Петрович Сухоруков
Анатолий Викторович Кулемин
Владимир Александрович Остапенко
Юрий Серафимович Ушаков
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6930
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Р-6930 filed Critical Предприятие П/Я Р-6930
Priority to SU884405042A priority Critical patent/SU1655997A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1655997A1 publication Critical patent/SU1655997A1/en

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, конкретно к обработке труб поверхностным пластическим деформированием. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей путем обработки длинномерных труб. Способ заключаетс  в том/что в трубу с одного конца заводитс  ультразвуковой волновод, а с другого конца стержень, имеющий торец в форме сферы, при этом они располагаютс  на рассто нии между их торцами, кратном А /2, где А -длина волны ультразвука в воздухе. В зазор между торцами помещаютс  стальные шарики и порошок легирующего элемента. Включаютс  ультразвуковые колебани , а трубе сообщают поступательное движение со скоростью V (r0 Imfo)2 Vp/ff Q,2n/Jl Ro(3Ro +- 2fn A/2), где г0 - радиус шариков; р- плотность их материала; Јт и f0 - амплитуда смещени  и частота колебаний свободного торца волновода; то,2 - предел текучести материала трубы; RO - радиус трубы; m 1, 2, 3, ... - целое число; п - количество шариков . Использование способа позвол ет существенно повысить износостойкость труб. 1 ил. ЁThe invention relates to metallurgy, specifically to the processing of pipes by surface plastic deformation. The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities by processing long pipes. The method consists in the fact that an ultrasonic waveguide enters the tube from one end and a rod having a sphere-shaped end at the other end, while they are located at a distance between their ends, a multiple of A / 2, where A is the ultrasound wavelength in the air. Steel balls and alloying element powder are placed in the gap between the ends. Ultrasonic vibrations are turned on, and the tube is transmitted in translational motion at a velocity V (r0 Imfo) 2 Vp / ff Q, 2n / Jl Ro (3Ro + -2fn A / 2), where r0 is the radius of the balls; p is the density of their material; Иt and f0 are the displacement amplitude and oscillation frequency of the free end of the waveguide; then, 2 is the yield strength of the pipe material; RO is the radius of the pipe; m 1, 2, 3, ... is an integer; n is the number of balls. Using the method allows to significantly increase the wear resistance of pipes. 1 il. Yo

Description

Изобретение относитс  к металлургии, конкретно к обработке металлов, и сплавов поверхностным пластическим деформированием при изготовлении длинномерных труб.The invention relates to metallurgy, specifically to the processing of metals, and alloys by surface plastic deformation in the manufacture of long pipes.

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей путем обработки длинномерных труб.The aim of the invention is the expansion of technological capabilities by processing long pipes.

Пример. Обрабатывалась внутренн   поверхность трубы диаметром 30,0 мм (радиус R0 15,0 мм) и длиной 1500 мм из стали ЗОХН2МФАExample. The inner surface of the pipe with a diameter of 30.0 mm (radius R0 15.0 mm) and a length of 1500 mm of ZOHN2MFA steel was machined.

На чертеже приведена схема установки,The drawing shows the installation diagram

На чертеже обозначено; 1 - ультразвуковой генератор УЗГ-2-4М; 2 - магнито- стрикционныйпреобразовательIndicated in the drawing; 1 - ultrasonic generator UZG-2-4M; 2 - magnetic striction transducer

ПМС-15А-18; 3 - ступенчатый концентратор из сплава ВТЗ-1; 4 - ультразвуковой волновод; 5 - цилиндрический стержень; 6 - изделие (труба); 7 - рабоча  камера, образованна  стенками трубы и торцами стержн  и волновода, со стальными шариками и порошком легирующего вещества; 8 - движуща с  поступательно каретка, скрепленна  с трубой; 9 - направл юща  каретки; 10 - механический выключатель генератора УЗГ-2-4М; 11 - станина; 12 - электродинамический датчик; 13 - вольтметр В7-34 дл PMS-15A-18; 3 - step concentrator made of VTZ-1 alloy; 4 - ultrasonic wave guide; 5 - cylindrical rod; 6 - product (pipe); 7 - working chamber formed by the pipe walls and the ends of the rod and the waveguide, with steel balls and powder of the alloying substance; 8 - a moving carriage, fastened with a pipe; 9 - carriage guide; 10 - mechanical switch of the generator UZG-2-4M; 11 - bed; 12 - electrodynamic sensor; 13 - voltmeter B7-34 for

с ел ел ю юI ate with you

XIXi

регистрации амплитуды смещени  концентратора; 14 - частотомер 43-44 дл  регистрации частоты колебаний системы.registering the hub displacement amplitude; 14 - frequency 43-44 for recording the frequency of oscillation of the system.

Во внутреннюю полость трубы (рабоча  камера 7) помещают стальные шарики и порошок легирующего элемента, ультразвуковой волновод 4 и цилиндрический стержень со сферическим торцом.Steel balls and a powder of the alloying element, an ultrasonic waveguide 4 and a cylindrical rod with a spherical end are placed into the internal cavity of the pipe (working chamber 7).

Осуществл ют обработку .внутренней поверхности трубы с помощью ультразвука, при этом трубе сообщают поступательное движение относительно волновода и стержн  со скоростьюThe inner surface of the pipe is processed using ultrasound, whereby the pipe is transmitted in translation relative to the waveguide and the rod at a speed

у - ( Го gm fo j2 Vp/Cfr,2 Пmy - (Go gm fo j2 Vp / Cfr, 2 Lm

7rRo(3Ro+2mA/2) UJ 7rRo (3Ro + 2mA / 2) UJ

где г0 - радиус рабочих тел;where r0 is the radius of the working bodies;

р- плотность их материала;p is the density of their material;

|т и f0 - амплитуда смещени  и частота колебаний свободного торца волновода;| t and f0 are the displacement amplitude and oscillation frequency of the free end of the waveguide;

п - число шариков;n is the number of balls;

сго,2 предел текучести материала трубы;sgo, 2 is the yield strength of the pipe material;

RO - радиус трубы.RO is the radius of the pipe.

m 1, 2, 3,... - целое число.m 1, 2, 3, ... is an integer.

Помещение порошка легирующего элемента типа дисульфид молибдена или кар- бонил молибдена в рабочую камеру позвол ет существенно увеличить стойкость трубы за счет массопереноса атомов легирующего элемента вглубь материала трубы при ударах шариков по ее внутренней поверхности.Placing the powder of a molybdenum disulfide or molybdenum carbonyl alloying element into the working chamber can significantly increase the resistance of the pipe due to the mass transfer of the atoms of the alloying element to the depth of the pipe material when the balls hit the inner surface.

Изготовление торца стержн  в виде полусферы способствует рассеиванию шариков по всем направлени м и тем самым обеспечивает равномерное упрочнение внутренней поверхности трубы.The manufacture of a rod end in the form of a hemisphere contributes to the dispersion of balls in all directions and thereby ensures uniform hardening of the inner surface of the pipe.

Расположение торцов стержн  и волновода на рассто нии, кратном Я /2, где Я- длина волны ультразвука в воздухе, обеспечивает резонансный режим в столбе воздуха рабочей камеры и вследствие этого возникновение акустических потоков и радиационного давлени . Эти факторы существенно интенсифицируют процесс упрочнени .The location of the ends of the rod and waveguide at a distance that is a multiple of I / 2, where I is the wavelength of ultrasound in air, provides a resonant mode in the air column of the working chamber and, as a result, the appearance of acoustic fluxes and radiation pressure. These factors significantly intensify the hardening process.

Движение трубы относительно волновода и стержн  с определенной скоростью (1) позвол ет равномерно обрабатывать всю внутреннюю поверхность трубы,The movement of the tube relative to the waveguide and the rod with a certain speed (1) allows you to evenly process the entire inner surface of the tube

Обработка трубы проводилась по следующим параметрам: частота колебаний to 20,0 кГц, амплитуда смещени  Јт - 100 мкм, плотность материала шариков 7,8 г/см , их диаметр 1,0 мм (радиус г0 0,05 см). Длина волны ультразвука Я 1,84 см. Стержень и волновод устанавливались на рассто нии между торцами I Я /2 1,84 см (т.е. m - 1). Радиус сферы торца стержн The processing of the pipe was carried out according to the following parameters: the oscillation frequency was up to 20.0 kHz, the displacement amplitude Јt - 100 µm, the density of the material of the balls was 7.8 g / cm, their diameter was 1.0 mm (radius r0 0.05 cm). The ultrasound wavelength I is 1.84 cm. The rod and the waveguide were installed at a distance between the ends of I I / 2 1.84 cm (i.e., m - 1). The radius of the sphere butt rod

составл л 1,5 см. Предел текучести материала трубы стали ЗОХН2МФА составил Сто,2 120 кгс/мм . Количество шариков h 1000 шт.was 1.5 cm. The yield strength of the material of the pipe steel ZOHN2MFA was Hundred, 2 120 kgf / mm. Number of balls h 1000 pcs.

5Таким образом, скорость, с которой должна двигатьс  труба, составл ет5Thus, the speed with which the pipe must move is

7,8rcMJ7,8rcMJ

( 15 г - о11/сЈ У Цп1уЈ ;10 3,14 1,5см (4,5см + 1,8см)(15 g - o11 / sЈ At Tsp1uЈ; 10 3.14 1.5 cm (4.5 cm + 1.8 cm)

10;смУс2 -2,5 10 с/см 103 4,5 6.3см210; cmУs2 -2.5 10 s / cm 103 4.5 6.3 cm2

: 0.1 см/с .: 0.1 cm / s.

Дл  обработки всей трубы требуетс For processing the whole pipe,

врем - -1500 с 25 мин.time - -1500 with 25 min.

Если скорость движени  меньше V, то происходит перенаклеп поверхности, а если скорость движени  больше V, то поверхность не будет полностью наклепана. ПриIf the speed of movement is less than V, then the surface is over-stuck, and if the speed of movement is greater than V, then the surface will not be completely riveted. With

этом износостойкость стали уменьшаетс .In this way, the wear resistance of the steel is reduced.

Также проводилась обработка труб поPipes were also processed by

способу-прототипу (помещение шариков иprototype method (placing balls and

ультразвукового волновода во внутреннююultrasonic waveguide into the inner

полость трубы и обработка ультразвуком npH.f0 20,0 кГц, Јт 100мкм,Я 1,84см).tube cavity and sonication (npH.f0 20.0 kHz, t 100 µm, I 1.84 cm).

Проведение сравнительных испытаний показало, что после обработки по предлагаемому способу износостойкость труб увеличилась в 1.2 - 1,5 раза по сравнению с обработкой по способу-прототипу. Использование предлагаемого способа позвол ет упрочнить внутеннюю поверхность сквозных длинномерных труб.Comparative tests showed that after processing by the proposed method, the wear resistance of pipes increased by 1.2 - 1.5 times compared with the processing by the method prototype. Using the proposed method makes it possible to harden the inner surface of the through long pipes.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ упрочнени  внутренней поверхности полых изделий, преимущественно труб, включающий обработку внутреннейThe invention The method of hardening the inner surface of hollow articles, mainly pipes, including the processing of internal поверхности трубы с помощью стальных шариков , приводимых в движение ультразвуковым волноводом, наход щимс  свободным торцом в полости с зазором между волноводом и полостью, меньшимthe surface of the pipe with the help of steel balls driven by an ultrasonic waveguide, which is a free end in the cavity with a gap between the waveguide and the cavity диаметра шариков, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей путем обработки длинномерных труб, одновременно с упрочнением ведут легирование при размещении порошкаballs diameter, characterized in that, in order to expand technological capabilities by processing long pipes, at the same time as hardening, doping is carried out when placing the powder в полости, а обработку осуществл ют путем введени  в трубу с противоположной от волновода стороны стержн  диаметром, совпадающим в внутренним диаметром трубы, имеющим сферическую форму торцовой поверхности с радиусом сферы, совпадающим с радиусом внутренней поверхности трубы и располагаемым на рассто нии между торцами волновода и стержн , кратном Я/2, где Я-длина волны ультразвука в воздухе,in the cavity, and the treatment is carried out by introducing into the tube from the side opposite the waveguide a rod with a diameter that coincides in the inner diameter of the tube, which has a spherical end surface with a sphere radius that coincides with the radius of the inner surface of the tube and is located at a distance , multiple I / 2, where I is the wavelength of ultrasound in the air, при этом трубе сообщают поступательное движение относительно волновода и стержн  со скоростью (V)at the same time the pipe is reported to move forward relative to the waveguide and the rod with a speed (V) V - ( ro-Јni fo ) Vp/Ogan ° 7TRo-(3R0 + 2m-А/2) где г0 - радиус рабочих тел; р- плотность их материала;V - (ro-Јni fo) Vp / Ogan ° 7TRo- (3R0 + 2m-А / 2) where r0 is the radius of the working bodies; p is the density of their material; Јт и f0 - амплитуда смещени  и частота колебаний свободного торца волновода;Иt and f0 are the displacement amplitude and oscillation frequency of the free end of the waveguide; 7о.2 - предел текучести материала трубы;7o.2 - yield strength of the pipe material; RO - радиус трубы; . п - число шариков; m 1, 2, 3,... - целое число.RO is the radius of the pipe; . n is the number of balls; m 1, 2, 3, ... is an integer.
SU884405042A 1988-04-07 1988-04-07 Method for improving inner surface of hollow products SU1655997A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884405042A SU1655997A1 (en) 1988-04-07 1988-04-07 Method for improving inner surface of hollow products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884405042A SU1655997A1 (en) 1988-04-07 1988-04-07 Method for improving inner surface of hollow products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1655997A1 true SU1655997A1 (en) 1991-06-15

Family

ID=21366576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884405042A SU1655997A1 (en) 1988-04-07 1988-04-07 Method for improving inner surface of hollow products

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1655997A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2689431A1 (en) * 1992-04-06 1993-10-08 Teknoson Method and device especially for ultrasonic hardening of metal parts
US5443201A (en) * 1992-11-30 1995-08-22 Framatome Method and device for repairing a defective zone of the wall of a metal part and in particular of a tubular part
FR2812285A1 (en) * 2000-07-28 2002-02-01 Univ Troyes Technologie NANOSTRUCTURE PROCESSING METHOD AND NANOSTRUCTURE PROCESSING DEVICE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 456704, кл. В 23 Р 1/18, 1971. Островский Я.М. - В сб.: Повышение надежности изделий авиастроени технологическими методами. Куйбышев, 1978, с. 27-38. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2689431A1 (en) * 1992-04-06 1993-10-08 Teknoson Method and device especially for ultrasonic hardening of metal parts
US5443201A (en) * 1992-11-30 1995-08-22 Framatome Method and device for repairing a defective zone of the wall of a metal part and in particular of a tubular part
FR2812285A1 (en) * 2000-07-28 2002-02-01 Univ Troyes Technologie NANOSTRUCTURE PROCESSING METHOD AND NANOSTRUCTURE PROCESSING DEVICE
WO2002010462A1 (en) * 2000-07-28 2002-02-07 Universite De Technologie De Troyes Method for generating nanostructures and device for treating nanostructures
US7300622B2 (en) 2000-07-28 2007-11-27 Universite De Technologies De Troyes Device for generating nanostructures
US7691211B2 (en) 2000-07-28 2010-04-06 Universite De Technologie De Troyes Method for generating nanostructures and device for generating nanostructures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4284403A (en) Acoustic levitation and methods for manipulating levitated objects
Johnson Impact strength of materials
US4367130A (en) Chemical reaction
SU1655997A1 (en) Method for improving inner surface of hollow products
JP2009279596A (en) Forging method of metal and forging device of metal
US4755338A (en) Method and slide-casting machine for the casting of hollow pre-cast units of concrete
CN104015244A (en) Laser near-net forming method for preparing Al2O3 ceramic structural part
US3169507A (en) Elastic wave generator
JP2003533974A (en) Equipment for introducing molecules into cells
US3325858A (en) Sonic apparatus
RU2014677C1 (en) Device for manufacture of tubes waveguides of rectangular section
US4072034A (en) Method and apparatus for forming material by forcing through a die orifice
RU2191101C2 (en) Apparatus for ultrasonic deformation strengthening of parts by means of steel balls
KR100240862B1 (en) Mold oscillator for continuous casting apparatus
SU608564A1 (en) Ultrasonic arrangement for strengthening of articles
SU498130A1 (en) Butt friction butt fusion welding method
SU389850A1 (en) THE METHOD OF ULTRASOUND CLEANING
RU2134195C1 (en) Method and device for formation of cylindrical articles from solid wood
SU1479464A1 (en) Method of producing articles of polyolephines
SU129217A1 (en) Method for ultrasonic treatment of parts
Gallego-Juárez High power ultrasonic transducers for use in gases and interphases
SU863046A1 (en) Apparatus for drawing tubes
SU513871A2 (en) Method for cooling extruded products
SU725724A1 (en) Apparatus for ultrasonic contact-cleaning of long articles
RU2037379C1 (en) Explosive powder pressing method