Лекція 2. Технологія обробки матеріалів вибухом

Останнім часом, в промисловості знаходить все більше застосування зміцнення енергією вибуху бризантних вибухових речовин (ВР). Зміцнення деталей, без помітної зміни їх розмірів, може бути здійснене шляхом детонації заряду ВР у контакті з металом. Основна перевага вибухового методу полягає в тому, що поверхневе зміцнення деталей, складної форми, здійснюється без застосування спеціального устаткування. Таке зміцнення супроводжується розповсюдженням, через тверде тіло, імпульсу стиснення, з дуже різним фронтом і амплітудою, в 10-500 разів більше статичної межі текучості. Час дії навантаження складає приблизно 10^-9 с. За допомогою даного методу можна значно підвищити міцність, поверхневу твердість, зносостійкість і довговічність деталей, з різних сталей, алюмінію, титану і інших металів і сплавів.

Існує декілька схем зміцнення вибухом, основною з яких є схема зміцнення безпосередньо ударною хвилею, що виникає при вибуху заряду ВР, розташованого на поверхні зміцнюваної деталі. Для ефективного використання енергії вибуху, рекомендується застосовувати ВР, швидкість детонації яких рівна або перевищує швидкість розповсюдження звуку, в оброблюваному металі. Встановлено, що при зміцненні вибухом, в поверхневих шарах, відбувається зміна мікроструктури, збільшується твердість, виникає напруга стиснення(рис.3 і 4).

Рис.3. Принципова схема зміцнення вибухом:

1 – заряд ВР; 2 – демпфуюча прокладка; 3 – зміцнювана деталь

Рис.4. Схема процесів зміцнення за допомогою вибуху:

а – з укладанням ВР на поверхню; б – з використанням середовища, що передає;в – з метанням пластини на поверхню:

1 – заряд; 2 – деталь; 3 – опора; 4 – середовище; 5 – пластина