57. Термомеханико-магнитная обработка материалов.

Термомеханико-магнитная обработка заключается в нагреве детали до температуры выше температуры рекристаллизациии, ее деформировании в условиях воздействия сильного магнитного поля. Действие магнитного поля сохраняется до остывания металла. При такой обработке наблюдается значительное измельчение зерна и улучшение практически всех механических свойств. Механическое воздействие осуществляется методами прокатки, волочения, штамповки. Типовой технологический процесс:

1. Нагрев детали до Т=1050…1100°С. При этом феррит полностью переходит в аустенит.

2. Снижение температуры до 900…950°С и осуществление пластического деформирования на 25…30% в условиях действия магнитного поля.

3. Закалка детали в воде или в масле, при этом магнитное поле сохраняется.

4. Низкотемпературный отпуск.

ТММО подвергаются сплавы для постоянных магнитов, она применяется также при изготовлении анизотропных пленочных материалов.

58. Магнитная обработка при комнатной температуре. Упрочнение в импульсных магнитных полях. Обработка инструмента в слабых магнитных полях.

1) Инструмент, изготовленный из ферромагнитной стали, закрепляют в патрон токарного станка. На резцедержателе устанавливают постоянные магниты. При вращении инструмента с относительно невысокой скоростью происходит многократное его перемагничивание. Перед использованием инструмент размагничивают. В результате проведения такой обработки в объеме детали происходит релаксация механических напряжений, повышается твердость поверхности за счет возрастания концентрации легирующих элементов в поверхностных слоях. Установлено также снижение коэффициента трения, что приводит к повышению долговечности инструмента.

2) Упрочнение поверхностного слоя происходит в результате воздействия сильных импульсных магнитных полей, которые создаются, как правило, путем разрядки батарей конденсаторов через катушку индуктивности. В переменных магнитных полях в металлических деталях индуцируются вихревые токи. Эти токи взаимодействуют с током индуктора, что в итоге приводит к возникновению механических усилий в поверхностном слое детали, вызывающих его деформацию. В зависимости от конструкции индуктора и схемы его подключения возможно возникновение в поверхностных слоях напряжений сжатия или растяжения. Наиболее перспективна схема подключения и конструкции индукторов, обеспечивающие создание в слое механических усилий сжатия. Такие напряжения повышают механические свойства металла ( твердость, износостойкость). Индукционный ток, а следовательно, и механическое усилие сильно зависят от удельного сопротивления проводников, поэтому эффективность обработки будет достаточно высока только при наличии высокой проводимости материала. На поверхность плохо проводящего электрический ток материала наносят слой металла с хорошей проводимостью (медь).Упрочнение наблюдается в слое значительно большей глубины по сравнению, например, с наклепом. Это связано с тем, что при воздействии импульсных магнитных полей по всему объему материала происходит образование дислокаций. При наклепе в основном изменяется только форма кристаллитов и данные изменения проявляются в поверхностном слое.

3) При резании в зоне контакта инструмент – деталь возникают достаточно высокие температуры, что является причиной возникновения термо-ЭДС. Если электрическая цепь инструмент деталь замкнута (а это наблюдается почти всегда) , то возникает ток и, соответственно, магнитное поле. В процессе резания в зоне контакта возникают такие явления как: электрическая эрозия, кавитация и намагничивание. Все эти явления приводят к повышению силы резания, что способствует повышению температуры в зоне резания. С целью уменьшения этих вещей используют следующее:

1. Разрыв электрической цепи путем применения изолированного инструмента. На поверхность инструмента наносят диэлектрическое покрытие, имеющее высокие механические свойства (эпоксидные смолы, полиуретановые лаки, герметики).

2. Обеспечение электроизоляции с помощью дополнительных диэлектрических переходных элементов (втулок, прокладок).

3. Компенсация термо-ЭДС путем включения в цепь дополнительного источника тока, имеющего обратную полярность и одинаковую по значению ЭДС.

4. Предварительное намагничивание инструмента Намагничивание проводят таким образом, чтобы создаваемое магнитное поле было противоположно индуцированному магнитному полю. Наилучший результат достигается, когда режущая кромка инструмента является северным полюсом.