Устройство для поверхностной закалки стали

Устройство для поверхностной закалки стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Применение сильно точного ускорителя релятивистских электронов в качестве устройства для поверхностной закалки стали. (Л эо j ся

СОЮЗ COBETGHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А () 9) (!1) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3340552/22-02 (22) 16.09.81 (46) 07.01.85. Бюл. Ф 1 (72) Б.А., 1емидов, N.В.Ивкин, В.A.Пет ров, В.С.Углов и А.П.Шубин (53) 621. 785.616. 1(088.8) (56) 1. Слухоцкий А. Е. Индукторы.

М;-Л., "Машиностроение", 1965, с. 12.

2. Патент Японии М 30968; кл. ОА 746 (С 21 D 1/06), 19.06. 68.

3. Месяц Г.А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. M., "Советское радио", 1974, с. 201-232, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ

ЗАКАЛКИ СТАЛИ. (57) Применение сильно точного ускорителя релятивистских электронов в качестве устройства для поверхностной закалки стали.

1010875

Изобретение относится к области термической обработки металлов.

Известны устройства для поверхностной закалки стали, принцип действия которых основан на нагреве лов верхностного слоя детали до температуры аустеиизации с последуюцим быстрым охлаждением в закалочной среде.

К этому классу устройств относятся широко распространенные устройства, tG использующие индукционный нагрев поверхностного слоя металла (индукционная закалка) (1) .

Однако подобные устройства не позволяют производить локальную обработку заданных участков детали и требуют наличия закалочной среды.

Наиболее близким по технической сущности является известное устройство для термообработки стали с использованием лазера или электронного луча %2j .

В таких устройствах происходит быстрый импульсный нагрев поверхност2< ного слоя металла лаeeðoì или электронным лучом, Последующе е охлаждение поверхностного слоя метал" ла осуществляется за сче- теплоотвода вглубь металла, в результате чего отпадает необходимость в закалочных средах. Кроме того, подобные устройства позволяют термообрабать>вать отдельные выбранные участки поверхности детали.

Недостатком таких устройств является то, что требуется длитель-ное время для термообработки больших участков поверхности детали, так как диаметр электронного луча не превышает 1 мм. Структура закаленной 10 поверхности детали получается неоднородной, что снижает эффективность подобных устройств. К тому >re подобные устройства обладают низким

Известен наносекундный ускоритель, содержащий электронные пучки, отличающийся от известных ранее тремя характерными чертами: большой ток, недосягаемая ранее плотность элект- О роиов в пучке, а следовательно, концентрация энергии и малая длительность пучка (3) . Наносекундные ускорители применяются для повышения эффективности ускорителей на встреч- 55 ных пучках (как форинжектора), для создания мощных накопителей ускоренных частиц, для возбуждения импульсной термоядерной реакции, для создания активной среды в квантовых генераторах, при разработке импульсных источников рентгеновских лучей, для стерилизации продуктов, а также в плазмогеимии и в экспериментах.

Целью изобретения является сокрацение времени процесса облучения больших площадей термообрабатываемых деталей, получение более однородной структуры закаленного слоя, а также повышение КПД устройства, Это достигается применением силь— ноточного ускорителя релятивистских электронов в качестве устройств" для поверхностной закалки стали.

Используется ускоритель, работающий с BIHpGKHM гучком электронов диаметром 30-100 мм,. з режиме отсутствия самофокусировки пучка. Такой режим работы ускорителя осуществляется при больших диаметрах катода и больших зазорах между анодом и катодом ускорителя, а также при наложе— нии продольного магнитного поля на область катод-анодного промежутка, причем величина продольного магнитного поля должна в несколько раз превышать собственное магнитное поле пучка.

Импульсный пучок релятивистских электронов с характерной длительностьр> ь — 10 с направляется на облучаемую стальную деталь и быстро нагревает тонкий слой металла до температуры аустенизации. В дальнейшем происходит охлаждение слоя металла за счет теплоотвода выделенной энергии в глубь металла, ь результате чего осуществляется поверхностная закалка детали.

На чертеже показан выходной узел ускорителя, включающий проходной изолятор 1, катод 2, анодный фланец 3 и анодный узел 4.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Деталь 5 помещают в анодный узел ч

Анодный узел 4 располагают в анодном фланце 3. После откачки выходного узла производится гуск ускорителя.

Контрольные эксперименты были выполнены на сильноточном ускорителе релятивистских электронов при сле— дующих параме -pox пучка: ток пучка J < 10 Л, энергия электронов

Е = 0 5 МэВ длительность пучка

У " 9

10 с, диаметр пучка 2 = 50 мм, плотРедактор О.Юркова

ТехредС.Легеза

Корректор Н.Король

Тираж 552 Подписное

BHKGIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1/1

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10108 ность тока,1 = 10 - 5" 101A/см, Облучались стальные (ст. 45) диски диаметром 40 мм, толщиной

4 мм. После однократного облучения дисков оказалось, что глубина закаленного слоя составляет 0,1 мм.

Микроструктура упрочненного слоя мелкозерниста, Микротвердость ее составляет 950 кгс/мм с разбросом 4

75 4 не более 7Х по диаметру образца при исходной микротвердости 260 кгс/мм.

Данное предложение позволяет.под-. вергать большие площади (5МОО см ) . поверхностной закалке за один выстрел ускорителя с хорошей однородностью структуры закаленного слоя, причем

КПД ускорителей с плотностью тока

10 — 10 A/см составляет 40-50Х.