Способ ультразвуковой обработки изделий из твердых сплавов

Способ ультразвуковой обработки изделий из твердых сплавов

Реферат

 

Способ ультразвуковой обработки изделий из твердых сплавов, включающий воздействие акустических колебаний на изделие, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, изделия подвергают воздействию непериодических акустических колебаний.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности производству изделий из твердых сплавов, и может быть использовано для повышения их эксплуатационных характеристик. Целью изобретения является повышение износостойкости. Непериодические колебания в полосе частот 17 23 кГц амплитудой 2 3 мкм получены путем изменения добротности генератора и одновременным изменением добротности акустической системы. Изменения механических свойств материала под воздействием акустических колебаний обусловлены поглощением энергии колебаний в этом материале и воздействием на него напряжений, создаваемых акустическими колебаниями. Рассеяние энергии акустических колебаний кристаллической решеткой, точечными дефектами, дислокациями, зернами материала при одновременном воздействии напряжений, создаваемых колебаниями, приводит к перераспределению точечных дефектов, дислокаций в объеме материала, изменению внутренних напряжений. Такие изменения в структуре и приводят к улучшению механических свойств материала. При расширении спектра частот акустических колебаний, воздействующих на материал, соответственно возрастает и количество зерен, дислокаций и других элементов структуры, на которых происходит рассеяние энергии акустических колебаний. Следовательно, рассеяние энергии акустических колебаний многих частот происходит более равномерно по всему объему материала при меньшей амплитуде колебаний по сравнению с рассеянием энергии колебаний одной частоты. Уменьшение амплитуды акустических колебаний позволяет при обработке изделий из твердых сплавов снизить уровень напряжений, создаваемых этими колебаниями, а также ликвидировать их цикличность, так как колебания являются непериодическими. И в результате в процессе обработки изделий из твердых сплавов трещины не образуются. Воздействие непериодических колебаний изменяет уровень внутренних напряжений, способствует перераспределению дислокаций и точечных дефектов как в карбидах, так и в связке твердого сплава. Это приводит к повышению предела прочности при изгибе до 18% а из-за отсутствия образования трещин и к повышению в 1,5 2 раза износостойкости изделий из твердых сплавов в процессе их эксплуатации. П р и м е р. Образцы для металлографических исследований из твердых сплавов ВК-6 и Т5 К10 подвергают в течение 100 мин воздействию непериодических акустических колебаний в полосе частот 17 23 кгц амплитудой 2 3 мкм. В процессе исследования микроструктуры наличия микро- и макротрещин как до обработки, так и после нее не обнаружено. Нешлифованные образцы размером 5х5х35 мм из твердого сплава ВК-6 для испытания на изгиб подвергают воздействию непериодических акустических колебаний в полосе частот 17 23 кгц амплитудой 2 3 мкм. После 80 мин воздействия непериодических акустических колебаний у образцов из твердого сплава ВК-6 наблюдается увеличение предела прочности при изгибе с 133 кг/мм² (1304 МПа) до 157,0 кг/мм² (1540 МПа) или на 18% Данные об изменении предела прочности при изгибе в зависимости от продолжительности обработки представлены в табл. 1. Известный способ позволяет повысить предел прочности при изгибе твердого сплава ВК-6 на 19% Таким образом, предлагаемый и известный способы повышают предел прочности при изгибе твердого сплава ВК-6 практически одинаково (на 18 и 19% соответственно). Однако предлагаемый способ обеспечивает отсутствие роста существующих и образование новых трещин различных размеров при обработке. Воздействию непериодических акустических колебаний в полосе частот 17 - 22 кГц амплитудой 2 3 мкм подвергали токарные резцы с напаянными пластинками из твердого сплава марок ВК-6, ВК-8, Т5К 10 и неперетачиваемые пятигранные пластинки из твердого сплава марки Т15 К6 для токарных резцов. Продолжительность обработки резцов составляла 80 мин, т.е. соответствовала оптимальной продолжительности, установленной на призматических образцах и необходимой для максимального повышения предела прочности при изгибе у твердого сплава марки ВК-6. Результаты сравнительных испытаний резцов с напаянными пластинами из твердого сплава ВК-6, полученные при обработке стали 08Х18Н10Т, приведены в табл. 2, а полученные при обработке стали 40Х приведены в табл. 3. Результаты сравнительных испытаний резцов с напаянными пластинками из твердого сплава Т5К 10, полученные при обработке стали 40Х, приведены в табл. 4. Результаты сравнительных испытаний резцов с механическим креплением неперетачиваемых пластин из твердого сплава Т15 К 6, полученные при обработке стали 08Х18Н10Т, приведены в табл. 5. После 3 5 мин обработки по известному способу режущие кромки твердосплавных пластин разрушаются.

Формула изобретения

Способ ультразвуковой обработки изделий из твердых сплавов, включающий воздействие акустических колебаний на изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, изделия подвергают воздействию непериодических акустических колебаний.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2