Физическая сущность магнитно-электрического упрочнения

Физическая сущность магнитно-электрического упрочнения ...

При магнитном воздействии вещество изменяет свои физические и механические свойства. Улучшение свойств у ферромагнитных деталей, прошедших МИО, достигается за счет направленной ориентации свободных электронов вещества внешним полем, вследствие чего увеличивается тепло- и электропроводимость материала.

Взаимодействие импульсного магнитного поля с заготовкой (деталью) из токопроводящего материала происходит тем интенсивнее, чем выше структурная и энергетическая неоднородность вещества. Поэтому чем выше концентрации поверхностных и внутренних напряжений в металлических заготовках, тем больше вероятность локальной концентрации в них микровихрей внешнего поля и тем длительнее течение релаксационных процессов в веществе. При изготовлении реальных деталей в материале неравномерно концентрируетсянекоторое количество избыточной энергии F, с увеличением которой возрастает вероятность разрушения детали Р .

Если F> 0, то P → Pmax =1

Для повышения надежности работы механизма необходимо величину Р max снизить примерно в 4 раза. Это возможно за счет уменьшения избыточной энергии материала внешними физико-техническими методами.

Применяя МИО, можно значительно уменьшить избыточную энергию материала, связанную с концентрацией внутренних и поверхностных напряжений в конкретной детали, и снизить до минимума вероятность ее поломки. Изменения избыточной энергии поля при МИО стальных деталей (или заготовок) показаны на рис. 1, а , точки 1 - 4. Для каждого материала (и детали) существует оптимальное значение внешнего импульсного магнитного поля Hопт . при котором концентрация напряжений в материале, а следовательно, и избыточная энергия F предельно уменьшаются (F → Fmin) , вследствие чего повышается надежность детали. Вероятность разрушения детали (рис. 1, б, точка 5) не превышает 0,25, что гарантирует нормальную работу механизма

Магнетизм интересует человечество уже более 200 лет. Эл ектромагнитное поле успешно применяют в современной технике и технологии для управления свойствами твердого тела. Магнитную обработку используют для улучшения свойств конструкци онных материалов, воды, растворов, дисперсных систем и т.п. Магнитную и термомагнитную обработку широко применяют в машиностроении. С 70-х годов значительно расширилось применение магнитно-импульсной обработки (МИО) лез вийного режущего инструмента и динамически нагруженных деталей машин для увеличения их стойкости и надежности работы.

Незначительная стоимость и высокая производительность устройств и современных установок, применяемых в промышленности, а также простота технологии МИО позволяют рекомендовать ее для различных областей народного хозяйства страны . Внедрение МИО позволит уменьшить остаточные и усталостные напряжения в деталях и конструкциях, повысить стойкость режущ его инструмента из слабомагнитных материалов, например инструмента, оснащенного пластинами из твердых сплавов типа ВК, ТК и ТКК