Способ термомеханической обработки длинномерных деталей

Способ термомеханической обработки длинномерных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для контроля равномерности индукционного нагрева в петлевом индукторе при высокотемпературной термомеханической обработке длинномерных цилиндрических деталей с отношением длины к диаметру более 20, подвергающихся в процессе обработки горячей деформации кручением. Цель изобретения - повышение качества обрабатываемых деталей путем обеспечения равномерности нагрева и деформации. Существо изобретения: на деталь 1 наносят продольную риску, нагревают в индукторе 3 и закручивают на угол, соответствующий величине оптимальной степени деформации. После этого измеряют расстояние CI между витками 4 риски, сравнивают их с величиной, соответствующей оптимальной степени деформации, и на основании результатов сравнения корректируют зазор ΔI между индуктором 3 и деталью 1. 1 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

t (21) 4313899/23-02 (22) 06. 10. 87 (46) 30.06,90. Бюл, Р 24 (72) .Г.А.Агасьянц, Н.И.Гречко, И.А.Димова, Д.Л.Зубер, В.Г.Панкратов и А.А.Тайбаторов (53) 621.785.79 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1135780, кл. С 21 П 8/00, 1983. (54) СПОСОБ ТЕР11ОИЕХАНЮ1ЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЛИ1!НОИЕРП11Х ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для контроля равномерности индукционного нагрева в петлевом индукторе при высокотемпературной термомеханической обработке длинномерных цилинд„, SU„„15?4 4 А 1 (Ц1) С 21 D 8/00

2 рических деталей с отношением длины к диаметру более 20, подвергающихся в процессе обработки горячей деформации кручением. Цель изобретенияповывение качества обрабатываемых деталей путем обеспечения равномернссти нагрева и деформации. Существо изобретения: на деталь 1 наносят продольную риску, нагревают в индукторе 3 и закручивают на угол, соответствующий величине оптимальной степени деформации. После этого измеряют расстояние С между витками 4 риски, сравнивают их с величиной, соответствуюшей оптимальной степени деформации, и на основании результатов срав нения корректируют зазор А; между индуктором 3 и деталью 1, 2 ил.

1 табл, 1574654

В процессе. отладки ВП10 и изготовления большого количества опытных торсионных валов на: автоматической линии BTMO черт. ОЛ 9976-133 установлено, что основное влияние на распределение деформации кручения оказывает равномерность нагрева детали на ее длине.

Для назначения режимов обработки детали заданной геометрии вычисляют число. оборотов и закрутки исходя из определенного для этой марки материала оптимального интервала степени деформации в пределах 50-70%. Степень деформации кручением опредепяerся как

Ц Д

8 = --" — — —, 100%

21 57,3 где 8

Ц

57,3

Тогда

21 57 3

d 100

8 21 57 3 и—

2.

d ° 100 360

Следовательно, для данной детали количество оборотов п закрутки при

8 = 50% составит 4,9 об.> а при О

70% — n = 6,8 об, Если по длине рабочей части нанести продольную риску, то после закрутки она превратится в винтовую линию с расстоянием между витками при 9 = 50%, равным С=l/и

310 мм, и при 9 = 70% — С = 1/и =

220 мм.

Для настройки температурного режима нагрева берут несколько валов 1, на которых наносят продольную риску

2 ° Валы 1 последовательно нагревают в индукторе 3 петлевого типа до опо тимальной температуры 920 + 20 С, а затем закручивают на одинаковое количество оборотов, соответствующее среднему. значению степени деформации

9= 60%., а именно на п "- 6 оборотов.

При этом контроль температуры осуществляется в одной точке вала, а оценка равномерности нагрева произИзобретение относится к электротермии и может быть использовано для контроля равномерности индукционного нагрева в петлевом индукторе при вы- 5 сокотемпературной термомеханической обработке длинномерных цилиндрических деталей с отношением длины к диаметру более 20, подвергающихся в процессе обработки горячей деформации кручением.

Цель изобретения — повышение качества обрабатываемых деталей путем обеспечения равномерности нагрева и деформации. 15

На фиг.1 изображена обрабатываемая деталь после нанесения продольной риски; на фиг.2 — обрабатываемая деталь после деформации кручением.

Способ осуществляется следующим . 2О образом.

На наружной поверхности детали 1 длиной 1 и диаметром d .наносят параллельно ее продольной оси риску 2. Деталь 1 нагревают в индукторе 3 до 25 оптимальной температуры и закручивают на угол, соответствующий величине оптимальной степени деформации материала обрабатываемой детали, определенной предварительно известным путем;

Оценку равномерности нагрева осуществляют, измеряя расстояние 1; между витками 4 риски 2 и сравнивая их с а величиной, соответствующей оптимальной степени деформации, Изменяя по результатам сравнения зазор а, между индук тором 3 и деталью 1, осуществляют равномерный нагрев длинномерной детали при термомеханической обработке с кручением.

Пример. Термомеханическая обработка торсионного вала 477.51.001 из стали 45ХН2ИФАШ, имеющего следующие геометрические размеры: диаметр

d = 50 мм, длина рабочей части 1

1525 мм.

Предварительными экспериментами для этой марки стали установлены оптимальные параметры ВТИО: степень деформации 50-70%, температура нагрева 920+20 С, время последеформационной выдержки 25-30 с. Необходимо произвести закрутку вала заданных геометрических размеров с тем, чтобы величина деформации кручением по длине вала не выходила за пределы оптимального интервала, так как в противном случае наблюдается понижение и нестабильность свойств торсионного вала. степень деформации кручением, %; длина рабочей части торсиона,,мм; диаметр стержня торсисна, мм; угон закрутки, град; переводной коэффициент из градусов в радианы.

15) 4654

156,5-170, 1

88,3-99,6

166, 6-174, t

96, 7-102, 9 водится путем измерения расстояния

С, между витками.

В случае отклонения расстояния между витками относительно заданных пределов 220-310 мм — в соответствую5 щем месте по длине детали изменяют зазор Л между индуктором и деталью.

Температурный режим индукционного нагрева считается настроенным для проведения ВТМО длинномерных деталей при получении равномерной закрутки с расстоянием между витками в пределах 220-310 мм.

Изменение зазора между деталью и индуктором в том месте, где деталь оказывается перегрета (и расстояние между витками на закрученной детали в этом месте меньше расчетного), осуществляется путем локального изгиба 20 индуктора на длине 200-300 мм так, что зазор увеличивается на 1-2 мм.

Индуктор изготавливается из медной трубки и деформировать ее не представляет труда. Точно также недогрев де- 25 тапи устраняется уменьшением зазора на 1-2 мм на длине 200-300 мм, После ВТМО валы отпускали при о, 200 С, выдержка 5 ч. Торсионные валы испытывали на стенде с определением следующих характеристик: предела прочности, предела пропорциональнос-. ти, относительного сдвига, предела усталости.

Результаты стендовых испытаний валов представлены в таблице.

3(Свойства торсионных валов, обработанных по варианту 1, менее стабильны, разброс значений перечисленных характеристик колеблется в пределах 9-157, B то .время как по варианту 2 разброс 4ц значений составляет 5-9X.

Особенно существенно влияние неравномерности деформации на предел усталости, так предел усталости валов по варианту 1 на 10-12Х меньше преде- 45 ла усталости по варианту 2. Два из десяти испытанных валов, обработанных .по варианту 1, показали свойства ниже

Предел прочности, кгс/мм

Предел пропорциональности, Ig кгс/мм требований технических условий, в то время KBK свойства всех валов, обработанных по варианту 2, соответствуют требованиям технических условий, Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить качество обрабатываемых деталей эа счет получения более стабильных свойств, умень— шить количество используемых для контроля фактической температуры индукционного нагрева приборов до одного, а также производить оценку равномерности нагрева не только с поверхности, но и в сердцевине вала. При настройке температурного режима индукционного нагрева на автоматической линии ВТИО в промышленных условиях значительно сокращается объем металлографических исследований и механических испытаний. Так как достаточно произвести оценку свойств контрольного торсионного вала в одном сечении по его длине, необходимость контроля свойств во многих сечениях по длине отпадает в случае достижения равномерной деформации кручения, Формула изобретения

Способ термомеханической обработки длинномерных деталей, включающий нагрев в петпевом индукторе и деформацию кручением в заданных пределах, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обрабатываемых деталей путем обеспечения равномерности нагрева и деформации, предварительно рассчитывают отношение 1/и, где 1 — длина детали, n— число оборотов при деформации, на деталь наносят продольную риску, а после деформации измеряют расстояния между витками риски и сравнивают с величиной 1/и, и при их несовпадении корректируют зазор между индуктором и деталью. ( 1574654

Относительный сдвиг, Х т

Предел усталости, кгс/мм (после обкатки и заневоливания) 19, 2-21, 0

17-20

1 20-126

105-115

Составитель Т.Бердышевская

Техред Л.Сердокова Корректор H.Èàêñèìèøèíåö

Подписное

Тираж 504, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,.101

Редактор Л.Пчолинская, Заказ 1759

Продолжение табл.1