Калининградский государственный технический университет Реферат на тему: Физическая сущность магнитно-электрического упрочнения Студента гр. 96-ТА Корыстина П.В. 1998 ПРЕДИСЛОВИЕ
    Магнетизм интересует человечество уже более 200 лет. Электромагнитное поле успешно применяют в современной технике и технологии для управления свойствами твердого тела. Магнитную обработку используют для улучшения свойств конструкционных 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) лезвийного 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 режущего инструмента из слабомагнитных материалов, например инструмента, оснащенного пластинами из твердых сплавов типа ВК, ТК и ТКК. 1. СУЩНОСТЬ МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКИ
    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 концентрируется некоторое 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 Рmax 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.
     Рис. 1. Изменение избыточной энергии F в образце из ферромагнитного сплава в зависимости от напряженности поля Н при МИО (а) и влияние F на вероятность разрушения детали P (б)
    Для уменьшения значения F в материале конкретной заготовки (инструмента или детали) необходимо затратить некоторое количество электромагнитной энергии WO , Значение которой зависит от массы т, объема Vm и состояния материала ? детали.При намагничивании (или повторном намагничивании) в структуре ферромагнитных деталей за счет энергии происходят два процесса: процесс смещения границ доменов, состоящий в росте их объемов, у которых намагниченность ориентирована близко к направлению поля за счет изменения объема соседних доменов, что повышает теплопроводность образцов; процесс изменения направления самопроизвольной намагниченности отдельных доменов и кристаллитов путем поворота вектора намагниченности, вследствие чего повышаются вязкость и износостойкость материала.
    Оба процесса связаны с магнитной восприимчивостью материала детали.
    Для каждой стали существует определенная величина напряженности импульсного магнитного поля, а следовательно, и величина магнитной энергии Wi, которая поглощается материалом в течение времени обработки t и максимально улучшает его механические и технологические свойства. ............