Упрочнение энергией взрыва

Упрочнением энергией взрыва можно повысить износостойкость, твёрдость поверхностного слоя, статическую и усталостную прочность, улучшить качество поверхностного слоя металла.

При ударе с большой скоростью, свойственной взрыву, эффект упрочнения возрастает по мере возрастания скорости удара. В металле могут возникать высокие локальные температуры, вызывающие фазовые превращения в локальных местах. Одновременно действуют процессы, присущие упрочнению при обычных скоростях деформирования, такие, как двойникование и сдвиги.

На рис. 9.11 показана схема процесса упрочнения с помощью взрыва.

Рис. 9.11. Схема процесса упрочнения с помощью взрыва:

а – с укладкой взрывчатого вещества на поверхность; б – с использованием передающей среды; в – с метанием пластины на поверхность;

1 – заряд; 2 – деталь; 3 – опора; 4 – среда; 5 - пластина

Схему упрочнения наложением заряда взрывчатого вещества на упрочняемую поверхность применяют для упрочнения деталей большого размера в том случае, если к ним не предъявляют высокие требования в отношении шероховатости поверхности и если имеется припуск на обработку поверхности, повреждаемой взрывом. Схема эффективна при упрочнении деталей, выполненных методом горячего проката, горячей штамповки, литья. Припуск должен быть достаточным для устранения поверхностных дефектов и быть меньше толщины упрочнённого слоя. Окончательная обработка резанием не должна сопровождаться появлением высокой температуры и разрушением поверхности.

Схему упрочнения взрывом в передающей среде применяют для упрочнения точных и высокоточных деталей, в том числе деталей сложной геометрической формы. Передающая среда служит защитой обрабатываемой поверхности от повреждения в результате действия взрывчатого вещества. Она передаёт импульс взрыва взрывчатого вещества и воздействует на обрабатываемую поверхность, регулирует давление и длительность действия импульса.

Изменение плотности и толщины слоя среды регулирует глубину и степень наклёпа материала различной прочности. Плотность среды должна быть тем большей, чем большую нужно получить глубину и степень наклёпа. Чем выше прочность обрабатываемого материала, тем большей должна быть плотность передающей среды.

В качестве передающей среды используют воздух, воду и другие инертные вещества. При использовании воды следует иметь в виду, что в результате неполной смачиваемости на поверхности детали могут скапливаться мельчайшие пузырьки воздуха. Под действием высокого давления ударной волны происходят микровзрывы пузырьков воздуха, что приводит к повреждению поверхности. Во избежание этого обрабатываемую поверхность покрывают специальными смазочными материалами, обеспечивающими её смачиваемость, или удаляют пузырьки тонкой волосяной щёткой.

Основным источником энергии при упрочнении металлов взрывом служат гексоген и тротил. Иногда для получения основного заряда используют детонирующий шнур, который укладывают соответственно форме детали. Детонирующий шнур ДШ-А – это высокобризантное взрывчатое вещество, помещённое в хлопчатобумажную оплётку. Внутри сердцевины по всей длине шнура проходят направляющие нити. Сверху шнур покрыт парафиновой изоляцией. Это позволяет использовать его в воде. Детонирующий шнур создаёт скорость детонации не менее 6500 м/с. Шнур легко и безопасно можно резать острым ножом на деревянной доске; его изготовляют отрезками длиной до 50 м, свёрнутыми в бухты.

В качестве основного заряда часто применяют так называемые пластические взрывчатые вещества – консистентную смазку, получаемую при смешивании твёрдых взрывчатых веществ с воском или парафином.

В таблице 9.2 представлены взрывчатые вещества, применяемые для упрочнения различных материалов.

Таблица 9.2

Взрывчатые вещества, применяемые при упрочнении материалов

Взрывчатое вещество	Консистенция	Область применения
Гексоген	Флегматизированный	Основной заряд
Тротил	Пассивный
Тротил	Порошкообразный
PETN	Пластический
ТЭН	В детонирующем шнуре	Основной и вспомогательный заряд
Электродетонатор	-	Инициирующий заряд
Аммонит	Порошкообразный	Инициирующий и основной заряд

Дата добавления: 2015-07-07