RU2658563C2 - Method of processing metal products produced by cold plastic deformation - Google Patents
Method of processing metal products produced by cold plastic deformation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658563C2 RU2658563C2 RU2016115467A RU2016115467A RU2658563C2 RU 2658563 C2 RU2658563 C2 RU 2658563C2 RU 2016115467 A RU2016115467 A RU 2016115467A RU 2016115467 A RU2016115467 A RU 2016115467A RU 2658563 C2 RU2658563 C2 RU 2658563C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plastic deformation
- metal products
- cold plastic
- frequency
- cold
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 title abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910000669 Chrome steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000005480 shot peening Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D10/00—Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/04—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering with simultaneous application of supersonic waves, magnetic or electric fields
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а более конкретно к обработке металлов, в частности к воздействию на изделия, полученные холодным пластическим деформированием.The invention relates to the field of metallurgy, and more particularly to the processing of metals, in particular to the impact on products obtained by cold plastic deformation.
Металлические детали машин, приборов, другого оборудования, полученных пластическим холодным деформированием, зачастую эксплуатируются без последующей обработки, приобретя свои окончательные механические свойства в процессе пластического формоизменения, сопровождающегося деформационным упрочнением - наклепом. Наклеп, повышая значения показателей прочности, резко снижает пластичность и ударную вязкость.Metal parts of machines, instruments, and other equipment obtained by plastic cold deformation are often operated without further processing, acquiring their final mechanical properties during plastic forming, accompanied by strain hardening - hardening. Hardening, increasing the values of strength indicators, dramatically reduces ductility and toughness.
Такая обработка, как отжиг способствует в зависимости от температуры уменьшению или полному снятию наклепа, но при этом происходит разупрочнение изделия.Such treatment as annealing, depending on temperature, helps to reduce or completely remove hardening, but at the same time the product softens.
Актуальной является задача повышения надежности изделий, полученных холодным пластическим деформированием за счет повышения их пластичности и вязкости без снижения показателей прочности и твердости.The urgent task is to increase the reliability of products obtained by cold plastic deformation by increasing their ductility and viscosity without reducing the strength and hardness.
Известен способ дробеструйной обработки изделий (см. патент RU 2087583 С1, 20.08.1997). В результате силового воздействия стальных дробинок на изделие его поверхностный слой подвергается пластической деформации. При этом происходит развитие рельефа поверхности, насыщение ее структурными дефектами. Это способствует увеличению энергии поверхностных атомов и скорости их диффузии в процессе химического взаимодействия с расплавленной частицей. Дробь хромистой стали при ударе о поверхность изделия деформируется. При этом материал дроби переносится на поверхность, вследствие чего последняя покрывается слоем хрома. Использование известного способа дробеструйной обработки поверхности изделий смесью стальной дроби и дроби хромистой стали обеспечивает создание на поверхности изделия слоя хрома, обладающего высокой диффузионной подвижностью, что увеличивает адгезию плазменного покрытия в 1,9 раз. Изобретение может быть использовано преимущественно для подготовки поверхности стальных деталей к плазменному напылению, очистки от окалины, упрочнения металлических изделий и создания коррозионной защиты.A known method of shot peening of products (see patent RU 2087583 C1, 08/20/1997). As a result of the forceful action of steel pellets on the product, its surface layer undergoes plastic deformation. In this case, the surface topography develops and its structural defects become saturated. This contributes to an increase in the energy of surface atoms and their diffusion rate in the process of chemical interaction with a molten particle. Fraction of chrome steel upon impact on the surface of the product is deformed. In this case, the material of the fraction is transferred to the surface, as a result of which the latter is covered with a layer of chromium. Using the known method of bead-blasting treatment of the surface of products with a mixture of steel shot and shot of chromium steel, it is possible to create a chromium layer on the product surface with high diffusion mobility, which increases the adhesion of the plasma coating by 1.9 times. The invention can be used mainly for preparing the surface of steel parts for plasma spraying, descaling, hardening of metal products and creating corrosion protection.
Основным недостатком способа является снижение качества поверхности, делающее способ малопригодным для обработки готовых изделий.The main disadvantage of this method is the decrease in surface quality, making the method unsuitable for processing finished products.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ снятия остаточных напряжений на поверхности металлических изделий (см. патент RU 2458155 С1, 10.08.2012 г., бюл. №22), принятый в качестве ближайшего аналога.The closest in technical essence to the claimed invention is a method of relieving residual stresses on the surface of metal products (see patent RU 2458155 C1, 08/10/2012, bull. No. 22), adopted as the closest analogue.
Снятие растягивающих остаточных напряжений на поверхности металлических изделий осуществляют за счет воздействия на них пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту 1130-2100 Гц и звуковое давление 120-140 дБ при комнатной температуре.The removal of tensile residual stresses on the surface of metal products is carried out due to the action of a pulsating subsonic air flow on them, having a frequency of 1130-2100 Hz and sound pressure of 120-140 dB at room temperature.
Основным недостатком данного известного способа является недостаточное в результате его применения повышение пластичности и ударной вязкости, а также продолжительность обработки не менее 10 минут.The main disadvantage of this known method is insufficient as a result of its application, an increase in ductility and toughness, as well as a processing time of at least 10 minutes.
Перед заявляемым изобретением поставлена задача повышения надежности металлических изделий, полученных холодным пластическим деформированием, за счет повышения их пластичности и вязкости без снижения показателей прочности и твердости, а также снижения продолжительности обработки пульсирующим воздушным потоком.The claimed invention has the task of increasing the reliability of metal products obtained by cold plastic deformation by increasing their ductility and viscosity without compromising strength and hardness, as well as reducing the duration of treatment with a pulsating air flow.
Решение поставленной задачи достигают тем, что полученные холодным пластическим деформированием изделия из металлических материалов подвергают воздействию пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту, соответствующую частоте собственных колебаний обрабатываемого изделия, и звуковое давление 100-145 дБ при температуре от -20°С до +5°С.The solution to this problem is achieved by the fact that products made of metal materials obtained by cold plastic deformation are subjected to a pulsating subsonic air flow having a frequency corresponding to the natural frequency of the workpiece and a sound pressure of 100-145 dB at temperatures from -20 ° C to + 5 ° FROM.
Таким образом изобретение позволило получить технический результат, а именно: повысить надежность металлических изделий, полученных холодным пластическим деформированием, за счет повышения их пластичности и вязкости без снижения показателей прочности и твердости, а также снизить продолжительность обработки пульсирующим воздушным потоком.Thus, the invention allowed to obtain a technical result, namely: to increase the reliability of metal products obtained by cold plastic deformation, by increasing their ductility and viscosity without reducing the strength and hardness, and also to reduce the duration of treatment with a pulsating air flow.
Заявляемое изобретение реализуется следующим образом.The claimed invention is implemented as follows.
Полученные холодным пластическим деформированием изделия из металлических материалов подвергают в успокоительной камере генерирующей колебания установки, обеспечивающей выравнивание параметров потока в поперечной плоскости, воздействию пульсирующего дозвукового воздушного потока, имеющего частоту, соответствующую частоте собственных колебаний обрабатываемого изделия, и звуковое давление 100-145 дБ при температуре, которая соответствует значению температуры в успокоительной камере, пониженной относительно комнатной из-за охлаждения при расширении воздушной струи, находясь в интервале от -20°С до +5°С.Obtained by cold plastic deformation of a product made of metal materials is subjected in a stilling chamber of an oscillating installation, which provides equalization of flow parameters in the transverse plane, to a pulsating subsonic air flow having a frequency corresponding to the natural frequency of the processed product, and sound pressure of 100-145 dB at a temperature which corresponds to the temperature in the stilling chamber, lowered relative to room temperature due to cooling when expanding the air stream, being in the range from -20 ° С to + 5 ° С.
При взаимодействии пульсирующего газового потока с преградой в последней могут возникать и распространяться механические волны.When a pulsating gas stream interacts with an obstacle, mechanical waves can arise and propagate in the latter.
Под механической волной понимается процесс распространения колебаний в упругой среде, который сопровождается передачей энергии от одной точки среды к другой.A mechanical wave is understood to mean the process of propagation of vibrations in an elastic medium, which is accompanied by the transfer of energy from one point of the medium to another.
Эффективность воздействия пульсирующих струй газа на конструктивную прочность металлических материалов зависит не только от продолжительности обдува и энергии импульсов газа, но и от частоты этих импульсов.The effectiveness of the impact of pulsating jets of gas on the structural strength of metallic materials depends not only on the duration of the blowing and energy of the gas pulses, but also on the frequency of these pulses.
Если частота импульсов близка к частоте собственных (свободных) колебаний обдуваемого металлического изделия, возможен резонанс и значительный рост воздействующих на металл импульсов, что может способствовать интенсификации процессов дислокационной перестройки структуры металлического материала и изменению его механических свойств.If the frequency of the pulses is close to the frequency of the natural (free) vibrations of the blown metal product, resonance and a significant increase in the pulses acting on the metal are possible, which can contribute to the intensification of the processes of dislocation rearrangement of the structure of the metal material and a change in its mechanical properties.
Частота вынужденных колебаний образца в целом соответствуют частоте колебаний натекающего на него газового потока. Собственные колебания образца рассчитываются по формуле в зависимости от массы, длины, модуля Юнга и момента инерции. При совпадении частот колебаний параметров потока с собственными колебаниями образца (системы) должны наблюдаться резонансные эффекты, оказывающие дополнительное воздействие на структуру материала.The frequency of forced oscillations of the sample as a whole corresponds to the frequency of oscillations of the gas flow flowing onto it. The natural vibrations of the sample are calculated by the formula depending on the mass, length, Young's modulus and moment of inertia. If the vibration frequencies of the flow parameters coincide with the natural vibrations of the sample (system), resonance effects should be observed that have an additional effect on the structure of the material.
Так для стали 40 при размещении ударных образцов из холодного проката со степенью деформации 50% поперек пульсирующего воздушного потока закрепленными за один конец, при частоте собственных колебаний, составляющих 3787 Гц и соответствующих частоте колебаний натекающего потока, после обдува в течение 5 мин ударная вязкость составила 0,8 МДж/м2 против 0,6 МДж/м2 без обдува или на 25% больше, при не менее высоких значениях показателей прочности и твердости и более высокой пластичности.So for steel 40 when placing shock samples from cold rolled products with a degree of deformation of 50% across the pulsating air flow fixed at one end, at a natural vibration frequency of 3787 Hz and corresponding to the oscillation frequency of the incoming flow, after blowing for 5 min, the impact strength was 0 , 8 MJ / m 2 versus 0.6 MJ / m 2 without blowing or 25% more, with not less high values of strength and hardness and higher ductility.
Таким образом изобретение позволило получить технический результат, а именно: повысить надежность металлических изделий, полученных холодным пластическим деформированием, за счет повышения их пластичности и вязкости без снижения показателей прочности и твердости, а также снизить продолжительность обработки пульсирующим воздушным потоком.Thus, the invention allowed to obtain a technical result, namely: to increase the reliability of metal products obtained by cold plastic deformation, by increasing their ductility and viscosity without reducing the strength and hardness, and also to reduce the duration of treatment with a pulsating air flow.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016115467A RU2658563C2 (en) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | Method of processing metal products produced by cold plastic deformation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016115467A RU2658563C2 (en) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | Method of processing metal products produced by cold plastic deformation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016115467A RU2016115467A (en) | 2017-10-25 |
| RU2658563C2 true RU2658563C2 (en) | 2018-06-21 |
Family
ID=60153619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016115467A RU2658563C2 (en) | 2016-04-20 | 2016-04-20 | Method of processing metal products produced by cold plastic deformation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2658563C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2326174C1 (en) * | 2006-10-19 | 2008-06-10 | Закрытое акционерное общество "Соединительные Отводы Трубопроводов" | Vibration treatment of items |
| RU2458155C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Method of eliminating stretching residual stresses on metal product surface |
| RU2557841C2 (en) * | 2013-09-13 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Hardening thermal processing of carbon tool steels |
| RU2580767C2 (en) * | 2013-12-24 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Method for increasing hardness of metal cutting tool made of high-cutting speed steel |
-
2016
- 2016-04-20 RU RU2016115467A patent/RU2658563C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2326174C1 (en) * | 2006-10-19 | 2008-06-10 | Закрытое акционерное общество "Соединительные Отводы Трубопроводов" | Vibration treatment of items |
| RU2458155C1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Method of eliminating stretching residual stresses on metal product surface |
| RU2557841C2 (en) * | 2013-09-13 | 2015-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Hardening thermal processing of carbon tool steels |
| RU2580767C2 (en) * | 2013-12-24 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Балтийский государственный технический университет "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф. Устинова (БГТУ "ВОЕНМЕХ") | Method for increasing hardness of metal cutting tool made of high-cutting speed steel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016115467A (en) | 2017-10-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2458155C1 (en) | Method of eliminating stretching residual stresses on metal product surface | |
| CN104480424B (en) | Method for nitriding nitrided steel 135 material | |
| CN105506471A (en) | High-strength spring and processing technology thereof | |
| KR102096190B1 (en) | Moldable lightweight steel with improved mechanical properties and method for manufacturing semi-finished products from the steel | |
| JPH0578798A (en) | Surface modifying method for member made of aluminum alloy | |
| RU2422540C1 (en) | Procedure for thermal treatment of items out of structural steel | |
| RU2658563C2 (en) | Method of processing metal products produced by cold plastic deformation | |
| Oh et al. | Microstructural characterization of laser heat treated AISI 4140 steel with improved fatigue behavior | |
| RU2506320C1 (en) | Heat treatment method of structural steels for high-strength state | |
| JP2022133587A (en) | Shot-peening method | |
| JP2006104549A (en) | High strength bolt having excellent delayed fracture resistance and method for improving its delayed fracture resistance | |
| RU2561611C2 (en) | Thermal processing of parts made of structural steels | |
| CN112877536A (en) | Method for strengthening vibration fatigue performance of metal material by laser shot blasting and ultralow temperature coupling | |
| US3230118A (en) | Method of developing high physical properties in ferrous material and product produced thereby | |
| JP2020111828A (en) | Manufacturing method of press-formed product and press-formed product | |
| Kanel et al. | New data on the kinetics and governing factors of the spall fracture of metals | |
| RU2255137C1 (en) | Method of thermal treatment of items or blanks made out of two- phase titanium alloys | |
| KR20100057823A (en) | Steel for producing machine components formed from solid stock | |
| RU2702885C2 (en) | Method of processing metal elements of aircraft structure | |
| RU2557841C2 (en) | Hardening thermal processing of carbon tool steels | |
| JP6943233B2 (en) | Descaling method of steel strips for cold rolling | |
| RU2608116C2 (en) | Method of controlling mechanical properties of intermediate-carbon alloyed structural steels | |
| RU2570716C2 (en) | Thermal processing of structural steels to high-strength state | |
| JP7234739B2 (en) | Manufacturing method for high-strength hot-dip plated steel strip | |
| Asgarov et al. | WORKINGS OF THE METALWARE, OBTAINED BY COLD PLASTIC DEFORMATION BY THE PULSATORY GAS FLOW WITH THE USE OF AN EFFECT OF THE RESONANCE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200421 |