Способ получения на обрабатываемых изделиях глубоких диффузионных защитных слоев и устройство для его осуществления
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к области машиностроения, а именно к формированию на поверхностях стальных изделий, применяемых для изготовления узлов и механизмов разного назначения, защитных поверхностных слоев. От рабочего инструмента к вращающемуся изделию прикладывают деформирующее усилие, перемещают упомянутый рабочий инструмент вдоль участков поверхности, составляющих профиль этой детали и одновременно во время переноса накатного инструмента по поверхности обрабатываемого изделия воздействуют переменным вращающимся магнитным полем напряженностью в пределах 2,5×104-1×105 А/м и частотой 20-70 Гц на участки поверхности изделия, в которых протекает деформация. В качестве накатного инструмента используют стальную дробь с диаметрами дроби от 0,3 до 3,0 мм, размещенную в водяной суспензии, содержащей твердую составляющую в виде упомянутой стальной дроби 29-31%, соединения свинца PbO 13,9-14,1% и PbO2 13,9-14,1%, соединения хрома Cr2O3 6,8-7,2%, соединения титана TiO2 9,9-10,2%, графитовую смазку 17,8-20,2% и воду H2O - остальное. Водяную суспензию помещают в полость круглого кольцевого корпуса и погружают в нее изделие с обеспечением полного погружения всех участков его поверхности. Затем в упомянутой суспензии осуществляют угловые повороты изделия относительно его продольной оси симметрии со скоростью 15-30 об/мин в течение 12-15 минут. Воздействие переменным вращающимся магнитным полем осуществляют с помощью Ф-образных магнитных генераторов с получением магнитного поля, у которого скопления магнитных линий сформированы в виде вращающихся вокруг продольной оси пучков, радиально проходящих от периферийных областей к центру кольцевого круглого корпуса. Ф-образные магнитные генераторы размещают на наружной боковой поверхности круглого кольцевого корпуса по трем установочным цилиндрическим спиралям, при этом количество Ф-образных магнитных генераторов составляет три или кратное этому числу любое другое количество. Количество равномерно расставленных на каждой такой упомянутой цилиндрической спирали Ф-образных магнитных генераторов составляет от девяти до восемнадцати штук. Обеспечивается защитное многослойное диффузионное покрытие на металлических изделиях, обеспечивающее существенное увеличение эксплуатационного ресурса этих изделий, а также повышение их стойкости по отношению к неблагоприятным внешним агрессивным воздействиям. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат
Изобретение относится к тем областям машиностроительного производства, где осуществляется формирование на поверхности применяемых для изготовления узлов и механизмов разного назначения стальных изделий, защитных поверхностных слоев, наличие которых в дальнейшем позволит существенно увеличить эксплуатационный ресурс этих используемых в самых разных сборных конструкциях и составляющих их деталей, а также и к устройствам, с помощью которых производится осуществление такого рода технологий, предназначенных для выполнения их упрочняющей обработки.
На настоящий момент времени известно техническое решение, применение которого до некоторой степени позволяет повысить износостойкость используемого для проведения формирования резьбы на стальных изделиях и обрабатывающего последние режущего инструмента.
В соответствии с этой существующей на настоящий момент времени известной технологией на рабочую поверхность такого нарезающего резьбу инструмента наносится износостойкое покрытие, обладающее повышенной степенью твердости. Осаждение его на боковой поверхности режущего зуба этого обрабатывающего металл изделия производится с помощью процесса, включающего в себя операцию по проведению так называемого «электроискрового легирования». При выполнении этой технологии обрабатываемое изделие устанавливают в специальную оснастку: мастер-шаблон и регулирующие интенсивность проведения подачи теплового потока радиаторы. Толщина формируемого на передней режущей рабочей поверхности самого упрочняемого таким образом профиля этого инструмента защитного слоя, получаемого по завершении процесса обработки, составляет величину всего лишь в 35-70 мкм (0,035-0,07 мм) - см. патент RU №2264895; B23H; «Способ упрочнения электроискровым легированием инструментов для нарезания резьбы», дата публикации: 27 ноября 2005 г. Однако, как очевидно следует из представленной в описании этого известного решения технической информации, само проведение этой существующей на данный момент времени технологии связано с настоятельной необходимостью использования для ее осуществления достаточно сложных и дорогостоящих специализированных технических систем, обеспечивающих процесс ее выполнения (мастер-шаблоны и радиаторы, изготовленные из высокотемпературопроводного материала).
Кроме того, формируемый проведением указанного выше метода искрового легирования защитный слой представляет собой полученную на поверхности изделия полосу, имеющую лишь очень незначительную собственную глубину (0,035-0,07 мм).
Все перечисленное выше, в конечном итоге, и не позволяет осуществлять формирование на обрабатываемых стальных изделиях глубоких защитных поверхностных слоев, обладающих к тому же целым набором достаточно высоких технических показателей, обеспечивающих при применении последних по прямому назначению саму возможность резкого повышения эксплуатационного ресурса такого рода конструктивных деталей, без привлечения для достижения указанной выше цели существенных и необходимых для выполнения всего этого, дополнительных затрат финансовых и трудовых ресурсов.
Кроме указанного выше, на настоящий момент времени известно еще одно техническое решение, которое используется при выполнении обработки металлургического проката, на поверхности которого присутствуют слои сформированной в процессе осуществления их «горячего передела», так называемой «толстослойной» окалины.
Для ее удаления, выполняемого с одновременным формированием на поверхности обрабатываемых изделий дополнительной пленки защитного покрытия, процесс осуществления этой, указанной ниже, известной технологии производят следующим образом.
По поверхности обрабатываемого стального изделия, на которой присутствует трудно удаляемая «толстая» окалина, перемещают накатной инструмент. Само это обрабатываемое изделие при этом приводится во вращение, а передвижение контактирующего с его наружными слоями самого исполнительного органа осуществляют синхронно с проведением переноса вдоль участков осуществления указанной выше обработки генерируемого в этих же областях обрабатывающего магнитного поля.
Применяемое при осуществлении этой известной технологии магнитное поле является переменным и вращающимся, а его напряженность в зоне очистки составляет величину 1×103÷1×106 А/м, а частота - 20-70 Гц.
Само обрабатываемое изделие, вдоль всей поверхности которого производят перестановку механического накатника, а также еще и перенос генерируемого в зоне его воздействия физического поля, осуществляет функции замыкающего соединительного звена для создаваемого в обрабатывающем контуре суммарного магнитного потока.
Применяемый в ходе осуществления этой известной технологии обработки изделий замкнутый контур состоит из набора состыкованных между собой пластин из магнитопроводящего материла. В теле самих образующих такой контур отдельных деталей размещены обмотки-катушки, которые имеют электрическую связь с соответствующими разными фазами подающего переменный ток внешнего трехфазного источника питания. При этом одна из составляющих этот магнитный генератор пластин имеет сквозной паз, габариты которого позволяют производить установку в нем обрабатываемого изделия.
Рабочий исполнительный орган, применяемый в этом известном устройстве, представляет собой контактирующий с наружной поверхностью обрабатываемого изделия механический накатник со сменной головкой, выполненной либо из «мягкого» пластика, либо из «жесткой» стали (см. патент RU 2401705; C1; B0824/00; C23F 15/00; «Способ проведения очистки поверхности изделий от слоев окалины с одновременным получением антикоррозийного покрытия и устройство для его осуществления», опубликовано 20.10.2010 г. - далее прототип).
К положительным результатам, получаемым при завершении представленного выше известного технологического процесса-прототипа, следует отнести, прежде всего, наличие факта появления на обработанных с его применением изделиях, следующих, перечисленных ниже, положительных и характерных только для него специфических итоговых технических показателей:
а) выполняющая роль своего рода «крайне нежелательной пленочной оболочки» и прочно «сцепленная» с подложкой-основанием плотная «окалина» «отлетает» от поверхности металлических слоев обработанного с применением указанного выше метода изделия «как мячик», выполняя при этом своего рода «самопроизвольный» стихийный «отскок» вверх и в сторону от тела последнего,
б) под «очищенной» таким образом поверхностью прошедшей обработку детали формируется несколько модифицированных слоев, структура которых имеет ярко выраженные отличия относительно первоначальной.
К такого рода «существенным» изменениям составляющих исходную кристаллическую решетку и входящих в объем металла подвергнутого обработке изделия, образующих его слоев, опять же следует отнести:
а) основное центральное ядро, принадлежащее объему такой детали, будут составлять структурные образования, несколько «облагороженные» относительно исходных и полученные за счет вытеснения из составляющих последние кристаллических решеток нарушающих их целостность «лишних» дислокаций, а также «избыточного» и «ненужного» для проведения последующей эксплуатации этой детали соответствующего количества атомов углерода, а кроме того, и «загрязняющих» металл компонентов-примесей - сера, фосфор, азот и т.д.
В указанных выше центральных областях тела обрабатываемого изделия за счет выполнения этого искусственно организованного перетока формируются, в конечном итоге, зоны повышенной вязкости, а следовательно, до некоторой степени повышаются и показатели, определяющие пределы его циклической усталостной прочности (от 2 до 4 раз).
б) над такой «облагороженной» основой или «ядром», используя ее как своего рода основание-фундамент, располагаются слои, содержащие вновь образованные в теле детали фазовые структуры. Чаще всего они представлены зернами «цементита».
Эта прослойка обладает достаточно высокой поверхностной твердостью, и показатели последней в целом ряде случаев могут достигать значения HRC, равного 62÷64 ед. Толщина второй по счету «прослойки» может составлять от 0,15÷2 мм.
в) над этим структурным образованием затем надстраивается так называемый «сотовый» слой. В его составе как бы аккумулируются карбиды металлов, состоящие из легирующих изделие их примесей-добавок, например, таких как Cr3C2 (карбид хрома).
Толщина полученного при проведении обработки с использованием этой известной методики такого «сотового слоя» составляет относительно небольшую величину, в пределах 0,01÷0,1 мм.
г) и, наконец, завершает построение полученного таким методом своего рода «многослойного сэндвича» как бы нанесенное на подстилающий «сотовый слой» пленочное покрытие, состоящее преимущественно из аморфного железа. В качестве добавок к нему следует рассматривать выведенные из толщи объема обработанного металла соединения неметаллов-загрязнителей (серы, фосфора, азота и т.д.).
Толщина полученного указанным выше образом «защитной» пленки-покрытия может достигать значения в 0,015÷0,6 мм.
Ее защитные антикоррозионные свойства практически полностью совпадают с аналогичными показателями химического покрытия, полученного проведением процесса горячего фосфатирования в поверхностных слоях металла, на обрабатываемых таким образом в «горячих» фосфатных растворах стальных изделиях.
Но и в этом случае, при использовании указанной выше известной технологии обработки, все-таки так и не удается гарантировать возможность достижения хоть сколько-нибудь «выдающегося» и необходимого положительного результата.
Суть проблемы заключается, прежде всего, в том, что при применении этого известного технического решения не обеспечивается формирование в процессе проведения обработки набора из оптимальных условий, наличие которого бы, в конечном итоге, и позволило осуществлять синтез в поверхностных слоях упрочняемых изделий глубоко заходящих в толщу объема составляющего последние металла новых «защитных» структурных образований, обладающих достаточно высокими показателями относительно имеющихся у них физико-химических характеристик, а также и соответствующим набором собственных прочностных свойств.
Как наглядно видно из представленной в тексте описания этой известной технологии (прототипе) информации, получаемые после ее осуществления на изделии поверхностные защитные слои никоим образом нельзя отнести к категории «глубокие». Как указано в этом техническом решении, толщина последних всегда и при всех условиях проведения обработки остается в пределах, составляющих значение всего лишь от 0,015 до 2,0 мм.
Кроме того, приобретенные ими в процессе собственного формирования защитные характеристики тоже могут, так сказать, «желать лучшего». Вряд ли можно отнести к «экстраординарным» показатели коррозионной стойкости защитной пленки из аморфного железа, характеристики которой очень близко приближаются к тем, что имеет обыкновенное горячее фосфатное покрытие. Последнее давно и устойчиво входит в «группу» так называемых слабых защитных образований и не может являться даже хоть сколько-то значимым конкурентом широко используемому в технике металлическому тонкослойному цинковому.
Кроме всего этого, в случае необходимости осуществления обработки на изделиях, имеющих сложный профиль поверхности, сама возможность применения этого известного технического решения - прототипа сразу же и однозначно попадает в разряд, характеризующий практическую целесообразность использования этой методики как относящуюся к категории - «выполнение этого процесса следует считать экономически неприемлемым».
Это объясняется, прежде всего, тем, что «большой букет проблем» обязательно выявляется при попытке осуществления с применением указанной выше известной технологии, необходимого для ее осуществления деформационного воздействия на наружные слои металла, входящие в объем этого изделия и образующие, в свою очередь, сложные отдельные составляющие тело обрабатываемой детали элементы ее профиля.
Эти «прослойки», по вполне понятным причинам, могут размещаться преимущественно на криволинейных участках профиля изделия, которые, к тому же, еще и обладают и достаточно сложной пространственной конфигурацией.
Так, например, профиль любой резьбы формируется «спиралевидной треугольной ленточкой», имеющей боковую рабочую поверхность, «плоскую вершину», разделяющую соседние гребни резьбы «впадину» и т.д.
Таким образом, основная суть проблемы, возникающей при выполнении такого рода обработки, осуществляемой с использованием этой указанной выше известной методики, будет заключаться, прежде всего, в том, что при ее проведении встает практически неразрешимая задача, напрямую связанная с неизбежностью изготовления необходимой для ее выполнения «очень и очень сложной» оснастки. Последняя должна обеспечить перемещение находящегося в зоне влияния магнитного контура накатного инструмента по всем составляющим указанные выше плоскости участкам, как по боковой поверхности спиральной «ленточки» опоясывающей деталь треугольной резьбы, так и по ее вершине, а также и в разделяющей нитки этого криволинейного профиля, промежутке - впадине.
Таким образом, вследствие действия комплекса перечисленных здесь обстоятельств, обеспечивающее такого рода перемещение деформирующего металл накатника приспособление, в случае если возникает настоятельная необходимость его использования, получится настолько сложным, что его изготовление и последующая эксплуатация будут связаны с привлечением для этого огромных и просто «неподъемных» финансовых затрат.
Следует еще дополнительно указать и на то, что в этом известном техническом решении для формирования в наружных слоях новых твердых фазовых цементитных структур используется принцип организации перемещения составляющего их «строительного» материала, извлекаемого непосредственно из более глубоко лежащих под ними внутренних слоев, входящих в объем тела детали, металла, т.е. из сердцевины этого изделия. Таким образом, возникает ситуация, заключающаяся в преимущественном использовании для выполнения необходимой структурной фазовой перестройки указанных выше зон ее «основного» протекания, только одних, так сказать, «внутренних ресурсов». Наличие действия этого «ограничительного фактора» и не дает возможность проведения «резкого» повышения глубины получаемых известной обработкой новых структурных образований до значений, определяющих их возможную толщину, достигающую величин порядка 10 мм и выше.
Для устранения перечисленных выше существенных недостатков, в предлагаемом способе, а также и в применяемом при проведении его исполнения устройстве, в самих предложенных здесь технических решениях и используется целый ряд новых, отличительных существенных признаков. Суть последних раскрывается ниже.
Внесение их и обеспечивает получение в процессе осуществления формирования защитных поверхностных слоев на обрабатываемом изделии синтезируемых с применением предлагаемого способа, заранее заданного и неочевидного, существенно нового положительного эффекта.
Целью предлагаемого изобретения является повышение степени надежности работы применяемых в устройствах и механизмах в качестве необходимых их конструктивных составляющих и используемых таким образом в последних отдельных сборочных элементов, а также существенное продление эксплуатационного ресурса указанных выше конструктивных узлов.
Возможность же получения указанного выше положительного эффекта обеспечивается, прежде всего, тем, что применяемая для проведения деформации поверхностных слоев металла, составляющих отдельные элементы профиля объема обрабатываемых изделий, и используемая для осуществления указанной выше операции технологическая оснастка имеет достаточно простое конструктивное исполнение.
Кроме того, для увеличения толщины формируемых на этих элементах профиля обрабатываемых изделий и создающих на них своего рода «набор защитных прослоек» такого рода технологических образований, а также еще и для существенного повышения стойкости последних по отношению к неблагоприятным внешним агрессивным воздействиям деформацию этих слоев металла выполняют при активном участии в проведении этого процесса дополнительных «внешних доноров», т.е. облегчающих протекание заданных технологией обработки структурных преобразований «активных» элементов, таких как атом углерода, а также и других, необходимых для синтеза новых фазовых образований, добавочных «строительных» компонентов. В роли этих доноров выступает как сам применяемый в процессе выполнения обработки «накатной инструмент», так и окружающий обрабатываемую деталь объем специально изготовленного для ее осуществления, многокомпонентного жидкого химического раствора-суспензии.
Исходя из всего, изложенного ранее, можно отметить, что достижение указанной выше цели, обеспечивается, прежде всего, тем, что предлагаемый способ получения многослойного диффузионного защитного покрытия на металлических изделиях включает приложение к вращающемуся изделию деформирующего усилия от рабочего инструмента. Последний при этом перемещается вдоль всех участков поверхности, составляющих профиль этой обрабатываемой детали.
Кроме того, одновременно с проведением технологического переноса накатного инструмента по поверхности обрабатываемого изделия, производится еще и воздействие переменным вращающимся магнитным полем, с напряженностью в пределах 2,5*101-1*105 А/м и частотой 20-70 Гц на соответствующие участки поверхности изделия, в которых и протекает деформация наружных слоев металла.
Новым в предлагаемом способе является то, что при его осуществлении в качестве накатного инструмента используют стальную дробь с диаметром дроби от 0,3 мм до 3,0 мм.
Указанная выше масса дроби размещается в водяной суспензии, которая содержит отмеченную ранее твердую составляющую в виде этой стальной дроби в количестве 29-31% от всего ее суммарного объема.
Остальная ее часть включает в себя соединения свинца РвО 13,9-14,1%; РвO2 13,9-14,1%; соединения хрома Cr2O3 6,8-7,2%; соединения титана TiO2 9,9-10,2%; графитовую смазку 17,8% - 20,2% и воду H2O - соответственно, остальное, до 100%.
Указанную выше водяную суспензию, при осуществлении процесса обработки, помещают в полость применяемого круглого кольцевого корпуса.
В дальнейшем, в ее жидкий объем погружают металлическое изделие с условием обеспечения полного «захода» в него всех участков его поверхности, на которые наносят многокомпонентные защитные структуры.
Участвующие в проведении процесса обработки изделия слои жидкой суспензии равномерно распределяются вокруг всего его тела.
Затем, в общей массе этой, указанной выше, жидкой суспензии, выполняют угловые повороты металлического изделия, на котором производится нанесение защитного покрытия, осуществляемые относительно его продольной оси симметрии, со скоростью 15-30 оборотов в минуту, в течение 12-15 минут. Воздействие переменным вращающимся магнитным полем на обрабатываемое изделие выполняют с применением Ф-образных магнитных генераторов.
При этом «обрабатывающее» металлическое изделие магнитное поле имеет скопления магнитных линий, сформированные в виде вращающихся вокруг продольной оси пучков.
Последние радиально проходят от периферийных областей к центру применяемого кольцевого круглого корпуса.
Сами эти используемые при проведении процесса обработки Ф-образные магнитные генераторы, размещают на наружной боковой поверхности круглого кольцевого корпуса, по трем установочным цилиндрическим спиралям.
При этом количество Ф-образных магнитных генераторов составляет три или кратное этому числу любое другое их количество, а общее количество равномерно расставленных на такой упомянутой цилиндрической спирали этих же Ф-образных магнитных генераторов составляет от девяти до восемнадцати штук.
Применяемое для осуществления предложенного способа получения многослойного диффузионного защитного покрытия на металлических изделиях технологическое устройство включает в свой состав магнитный генератор, выполненный в виде замкнутого магнитного контура.
Последний содержит в своем сборном теле входящие в него магнитопроводящие пластины, в которых опять же размещены обмотки-катушки, выполненные в виде соленоидов.
Эти обмотки-катушки, в свою очередь, подключаются к соответствующим фазам внешнего трехфазного источника питания, который предназначен для проведения подачи на эти элементы переменного электрического поля.
К характерным существенным отличительным признакам указанного выше обрабатывающего устройства относится, прежде всего, то, что последнее содержит кольцевой круглый корпус с расположенной в его нижней части торцевой крышкой-днищем.
При этом отмеченный ранее кольцевой корпус выполнен с возможностью проведения размещения в его внутренней полости многокомпонентной водяной суспензии, содержащей в себе стальную дробь.
Кроме того, используемый в составе предложенного обрабатывающего устройства замкнутый магнитный контур этого магнитного генератора выполнен из двух соединенных между собой составляющих его половин.
Каждая указанная выше отдельная половина магнитного контура состоит из собранных в пакеты отдельных магнитопроводящих пластин, состыкованных между собой с формированием цельного замкнутого конструктивного массива.
При этом обе составные части указанного выше, замкнутого контура имеют форму, совпадающую с очертанием половины буквы Ф. В каждой из отмеченных ранее половин магнитного генератора размещены по три обмотки-катушки, изготовленные в виде соленоида.
Кроме того, в выполненное в нижней поперечной горизонтальной перекладине каждого упомянутого магнитного генератора монтажное отверстие запрессован верхний конец, фокусирующий магнитный поток, цилиндрической насадки.
На противоположном нижнем ее конце имеется впадина, обладающая формой гиперболоида вращения.
При этом указанные выше фокусирующие насадки размещены на кольцевом корпусе с помощью проходящих сквозь его стенки полых установочных втулок с отверстиями, предназначенными для закрепления в них этих, отмеченных ранее, фокусирующих насадок.
Сами же все эти перечисленные выше Ф-образные магнитные генераторы с фокусирующими насадками установлены на опоясывающих наружную поверхность используемого кольцевого корпуса установочных цилиндрических спиралях.
Следует отметить еще и то, что количество применяемых для проведения монтажа магнитных генераторов установочных спиралей составляет три или кратное этому числу, любое другое их количество.
При этом всем общее количество равномерно расставленных на каждой упомянутой спирали отмеченных ранее обрабатывающих Ф-образных магнитных генераторов составляет от девяти до восемнадцати штук.
Кроме того, это обрабатывающее устройство выполнено с возможностью обеспечения кинематической связи верхнего конца обрабатываемого изделия с внешним приводом, используемым для осуществления его возвратно-поступательного перемещения по вертикали и выполнения его вращения, осуществляемого с угловыми поворотами этого изделия относительно собственной продольной оси симметрии.
В силу наличия всех этих перечисленных выше новых существенных технических признаков в применяемом для получения глубоких защитных диффузионных слоев способе обработки, а также и в конструкции используемого для его осуществления устройства, при проведении процесса получения защитных образованиЙ, выполняемого с помощью этих указанных выше технических решений, выявляется целый ряд особенностей, наличие факта действия которых и обеспечивает, в конечном итоге, возможность его успешного выполнения на изделиях, обладающих любой, сколь угодно сложной, пространственной конфигурацией.
Для изучения закономерностей, выявляемых в процессе получения глубоких защитных прослоек на обрабатываемых в соответствии с предложенной технологией изделиях использовалась деталь, имеющая форму односторонней «шпильки» с проходящей по одному из ее концов крупногабаритной метрической резьбой (M96×4,5).
Следует сразу же разъяснить, что такого рода «защитной» обработке может подвергаться любое изделие, обладающее полученной на предшествующих ей стадиях технологического процесса, определенной заранее заданной ЧТД и соответствующей последней пространственной конфигурацией. Эта конфигурация может быть как «зеркально симметричной», так и не имеющей ярко выраженных соответствующих осей симметрии для проведения «четко заданной» ориентации составляющих изделие отдельных его частей. То есть форма обрабатываемых изделий может быть практически любой. Единственное требование, которое необходимо соблюдать в процессе нанесения на обрабатываемую деталь защитных «прослоек», обладающих «повышенной стойкостью», так это то, что такое изделие должно совершать либо угловые повороты, или другие «колебательные» циклические перемещения собственного тела в закрывающем ее поверхность обрабатывающем объеме применяемой для осуществления этой технологии и содержащей стальную дробь, многокомпонентной водяной суспензии-раствора.
При этом надо еще и отметить, что совершаемые таким изделием повороты могут осуществляется в любых плоскостях относительно линии - оси его закрепления, иметь замкнутую, или наоборот, разомкнутую, но периодически повторяющуюся траекторию своего выполнения.
То есть, попросту говоря, через цикл предложенной обработки может проходить изделие любой формы и с любым наружным профилем. Следует только обеспечить его закрепление на конце вращающегося шпинделя или любого другого рабочего органа, пригодного для организации осуществления его движения в применяемом для ее выполнения устройстве. Указанный выше исполнительный узел должен лишь обеспечить совершение, кроме выполнения угловых поворотов, обрабатываемой деталью, еще и возможность проведения возвратно-поступательного перемещения ее тела, например, относительно собственной линии вертикали.
Итак, обрабатываемое изделие, имеющее форму «шпильки» с выполненной на ее нижнем конце крупногабаритной метрической резьбой, перед началом выполнения основного этапа предложенной технологии нанесения на его поверхность глубоких защитных слоев, закреплялось своим верхним концом непосредственно к торцу подвижного вращающегося шпинделя применяемого устройства.
Полость принадлежащего ему же круглого кольцевого корпуса предварительно заполнялась многокомпонентной «грязеобразной» водяной суспензией, одной из составляющих которой являлась насыпная масса, формируемая из зерен стальной дроби с габаритными размерами 0,3-3,0 мм. Материал, из которого выполнялась указанная выше дробь, соответствовал марке ст.3. Кроме зерен стальной дроби, в состав этой «вязкой» водяной суспензии входили еще и следующие компоненты:
1. Твердая составляющая указанной выше композиции, представленная насыпным объемом из стальной дроби с диаметрами зерен - 0,3-3,0 мм - 30%;
2. Соединения свинца PbO - 14,0%; PbO2 - 14,0%;
3. Соединения хрома Cr2O3 - 7,0%;
4 Соединения титана TiO2 - 10%;
5. Графитовая смазка - 19%;
6. Вода H2O - остальное - до 100%.
Подаваемый непосредственно прямо в полость круглого кольцевого корпуса 3 объем применяемой для выполнения обработки изделия 1 этой многокомпонентной водяной суспензии-раствора 2 должен иметь достаточную величину, чтобы обеспечить ее заполнение с соблюдением заданной этой технологией высоты получаемого в ней при этом горизонтального уровня. Его значение должно как бы соответствовать показателю в 65-75%, от величины соответствующего конструктивного параметра указанного выше сборного узла входящего в состав используемого устройства (т.е. вертикальной длины его кольцевого корпуса, в последующем используемого для хранения «обрабатывающей» субстанции).
При соблюдении отмеченного здесь ранее требования все элементы профиля обрабатываемого изделия, в которых осуществляется формирование глубоких защитных образований, оказываются расположенными непосредственно прямо в толще составляющих этот используемый обрабатывающий многокомпонентный объем, его собственных технологических слоев.
Следующей стадией выполнения предложенного способа обработки будет уже являться осуществление «ввода» обрабатываемой части изделия 1 непосредственно вглубь заполняющей полость круглого кольцевого корпуса 3 «грязеобразной», активно участвующей в проведении процесса получения защитных прослоек непосредственно в теле изделия 1, самой применяемой в нем для этого массы многокомпонентной водяной суспензии-раствора 2.
То есть деталь 1, прикрепленная к концу шпинделя устройства, имеющего возможность осуществления возвратно-поступательных и угловых вращательных перемещений (на чертеже не показан), «заталкивается» при его опускании вниз в эту своего рода «грязевую кашу» насколько далеко, что составляющие ее объем слои раствора со всех сторон равномерно охватывают все участки профиля изделия, на которых и осуществляется формирование необходимых для проведения дальнейшей эксплуатации этого конструктивного элемента последовательно расположенных друг над другом и входящих в состав тела этой детали глубоких защитных образующих такой вновь получаемый многослойный «сэндвич» отдельных его прослоек.
После завершения стадии установки тела обрабатываемого изделия 1 в «штатное положение» непосредственно в полости кольцевого круглого корпуса 3, заполненной технологической многокомпонентной раствором-суспензией 2, одновременно включаются как внешний привод выполнения вращательного перемещения детали 1, так и осуществляющие генерацию магнитных переменных полей «силовые» Ф-образные магнитные контуры 5.
Обрабатываемое изделие 1 начинает при этом совершать угловые повороты относительно собственной продольной оси симметрии, перемещаясь непосредственно прямо в слоях окружающего его наружную поверхность объема многокомпонентного химического раствора-суспензии 2. Наблюдаемая при этом «картина»; рассматривая которую можно получить наиболее наглядное представление, раскрывающее саму суть протекающих в наружных поверхностных его слоях своего рода «перестроечных» процессов, выполнение которых и обеспечивает в дальнейшем само формирование «защищающих» от неблагоприятных внешних агрессивных воздействий, как бы «особо стойких» областей профиля этой обрабатываемой в соответствии с предложенной технологией детали, будет выглядеть следующим образом.
При проведении «прокручивания» указанного выше изделия, осуществляемого в обрабатывающей его поверхностные зоны насыпной массе - химического раствора 2, эти его участки неизбежно «наталкиваются» на твердые стальные зерна - дробь, обязательно присутствующие в объеме заполняющей полость корпуса 3 многокомпонентной технологической грязевой каши.
Таким образом, в указанных выше областях будут периодически создаваться постоянно меняющие свои пространственные координаты (x; y; z) площадки осуществления «тесного взаимного контакта» поверхностных металлических микрообъемов этого изделия с интенсивно ударяющими по входящим в их состав «кристаллическим решеткам» и формирующими такого рода производящий пластическое деформирование «накатной инструмент», образующими его отдельными элементами. Роль последних выполняют «проскальзывающие» по контактирующим в процессе выполнения поворота с составляющими изделие 1 отдельными участками его профиля стальные дробинки. В результате протекания указанных выше таких практически неизбежных «фронтальных столкновений» в лежащих в поверхностях слоях этого объема металла кристаллических решетках будет создаваться своего рода «волна деформации», а также периодически возникать искусственно генерируемые извне искажения их первоначальной кристаллической структуры. То есть следует констатировать факт, что, производя «вращение» обрабатываемого изделия 1 в объеме заполняющей полость кольцевого корпуса 3 насыпной многокомпонентной технологической массы, можно искусственно генерировать во входящих в объем профиля изделия 1 наружных слоях металла пакеты непрерывно перемещающихся по ним дислокаций.
При этом следует обязательно помнить еще и о том, что перенос с одного места на другое полученных указанным выше образом этих «дислокационных образований» протекает в зонах проведения так называемого интенсивного «магнитного облучения».
В связи с тем, что «обвивающие» наружную боковую поверхность кольцевого круглого корпуса 3 по «трем» установочным цилиндрическим спиралям «Б» магнитные генераторы 5, в этот момент времени уже подключены к внешнему источнику подачи на них электрического питания имеющиеся в их составе обмотки-катушки 7, выполняют в этой ситуации роль «соленоидов» и начинают вследствие всего этого генерировать вокруг себя собственные индивидуальные магнитные поля. Исходя же из того, что на каждую их этих трех катушек 7 (в сумме их шесть) электрический ток поступает от своей индивидуальной фазы питания, а составляющие последние синусоидальные импульсы тока имеют угловое смещение на 120° относительно таких же подводимых в соседние «синусоиды», то полученные в окружающих соленоиды 7 со всех сторон магнитопроводящих рабочих элементах 6 физические индивидуальные поля, будут не только переменными, но и еще «вращающимися» в той области пространства, где и произошло их возникновение.
Так как в каждой симметричной половине Ф-образного контура 5 размещено по три обмотки-катушки 7, то каждое из этих шести сформированных указанным выше образом индивидуальное физическое поле, перемещаясь по магнитопроводящим элементам 6, сливается с другими, почти такими же, формируемыми в этом же генераторе, как бы преобразуясь при этом в единое, суммарное.
В связи же с тем, что в нижней поперечной горизонтальной перекладине каждого Ф-образного контура 5 размещена впрессованная в нее цилиндрическая фокусирующая насадка 8, то полученный отмеченным ранее образом в генераторе 5 суммарный магнитный поток обязательно будет проходить и через ее тело. Так как в нижней части насадки 8 выполнена фокусирующаяся выемка «Д» (см. фиг.3), имеющая конфигурацию гиперболоида вращения, то выпускаемые через указанную выше «полость» скопления магнитных линий «Г» генерируемого в каждом Ф-образном контуре 5 физического поля будет иметь форму «круглой», вращающейся относительно своей вертикальной оси симметрии, своего рода «пучковой» цилиндрической лопасти (или «бревна»).
Полученный таким образом в криволинейной «гиперболоидной» концентрирующей полости «Д» фокусирующей насадки 8 «цилиндрический «луч» «Г», состоящий из искусственно «выпрямленных» указанным выше образом и собранных в плотный единый «пучок» силовых линий «Г» генерируемого в устройстве физического поля, всегда проходит от периферийных областей кольцевого корпуса 3, т.е. от его «обода», почти прямо по радиусу, «двигаясь» как бы по направлению к самому его центру («ядру») (см. фиг.2). В связи с тем, что размещение обрабатывающих контуров 5 на корпусе 3 устройства выполняется с использованием как минимум трех опоясывающих его наружную боковую поверхность установочных спиралей «Б» (см. фиг.1), и количество последних, закрепленных на каждой такой пространственной траектории, составляет довольно заметную величину (9-18 штук), то внутренняя «рабочая» полость этого сборного узла 3 оказывается, в буквальном смысле этого слова, «утыкана» «пересекающими» ее объем как бы насквозь такого рода вращающимися цилиндрическими «бревнами» - магнитными лучевыми пучковыми скоплениями «Г».
Указанные выше и полученные в устройстве радиально проходящие в нем магнитные лучи «Г» «проталкиваются» при выполнении своего