Способ образования микрорельефа

 

Изобретение относится к холодной обработке металлов и сплавов, а именно к способам образования микрорельефа на поверхности теплообмена, предназначенной для отвода теплоты при кипении на ней теплоносителя. Цель изобретения - повышение теплоотдающей способности поверхности за счет обеспечения размера входного отверстия в пределах 0,1- 0,3 мм. Для этого на первом этапе образуют поверхность с углублением, а на втором - при помощи гладкого накатывания края углублений заваливают до размера входного отверстия 0,1-0,3 мм. Давление радиального обжатия выбирают из соотношения: P=(L-L<SP POS="POST">1</SP>)<SP POS="POST">.</SP>φD<SB POS="POST">сф</SB>НВ/4N, где L - размер входного отверстия до накатывания

L<SP POS="POST">1</SP> - размер входного отверстия после накатывания

D<SB POS="POST">сф</SB> - диаметр сферы

НВ- твердость материала по Бринелю

N - число проходов инструмента. Сужение входных отверстий впадин производят гладким накатыванием. Это дает значительное увеличение коэффициента теплоотдачи. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цц 4 В 24 В 39/00

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4318824/31-27 (22) 06.08.87 (46) 23.05.89. Бюл. № 19 (71) Ленинградский технологический институт холодильной промышленности (72) Г. Н. Данилова, Б. H. Букин, А. В, Тихонов, Т. Ш. Суладзе и Ф. В. Явношан. (53) 621.923.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1247250, кл. В 24 В 39/00, 1984. (54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ МИКРОРЕЛЬЕФА (57) Изобретение относится к холодной обработке металлов и сплавов, а именно к способам образования микрорельефа на поверхности теплообмена, предназначенной для отвода теплоты при кипении на ней теплоносителя. Цель изобретения — по1

Изобретение относится к холодной обработке металлов и сплавов, а именно к способам образования микрорельефа на поверхности теплообмена, предназначенной для отвода теплоты при кипении на ней теплоносителя.

Целью изобретения является повышение теплоотдающей способности поверхности за счет обеспечения размера входного отверстия в пределах 0,1 — 0,3 мм.

На фиг. 1 и 2 изображена последовательность обработки поверхности теплообмена; на фиг. 3 и 4 — полученные микрорельефы, поперечное сечение; на фиг. 5график зависимости коэффициента теплоотдачи от плотности теплового потока.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале осуществляют образование впадин на обрабатываемой поверхности 1 инструментом 2 с обрабатывающими электродами 3, закрепленными на оси 4. Затем производят сужение входных отверстий мик„„SU„„1481041 А1 вышение теплоотдающей способности поверхности за счет обеспечения размера входного отверстия в пределах 0 1 — 0,3 мм. Для этого на первом этапе образуют поверхность с углублениями, а на втором при помощи гладкого накатывания края углублений заваливают до размера входного отверстия 0,1 — 0,3 мм. Давление радиального обжатия выбирают из соотношения: Р= ((— f ))(ч0.„р НВ/4п, где f — размер входного отверстия до накатывания;

/ — размер входного отверстия после накатывания; D — диаметр сферы;

Н — твердость материала по Бринелю;

n — число проходов инструмента. Сужение входных отверстий впадин производят гладким накатыванием. Это дает значительное увеличение коэффициента теплоотдачи. 5 ил. рорельефа гладким накатыванием шариком 5.

Пример 1. Для сравнительных испытаний нанесение линейных углублений производят на электроэрозионном станке марки

4Б721 специальным инструментом (фиг. ), в котором обрабатывающие элементы (электроды 3) закреплены в корпусе.

Параметры режима обработки следующие: напряжение на инструменте 170 В; ток 1 А; частота импульсов 1000 Гц. В результате получают линейные углубления с шагом 3 мм, имеющие прямоугольное поперечное сечение шириной 0,5 мм и глубиной 1 мм. Сужение входных отверстий впадин производят гладким накатыванием полученной поверхности шариком 5 (фиг. 2) на токарно-винторезном станке 1 К62 с помощью шарикового раскатника.

Параметры режима обработки: величина подачи 0,1 мм/об; частота вращения шпинделя 200 об/мин; диаметр деформирующего инструмента 1О мм; усилие накат1481041 ки 104Н; смазку осуществляют маслом Н20.

В результате гладкого накатывания ширина входных отверстий равна 0,2 мм, а чистота поверхности — 0,05 мкм (фиг. 3).

Глубина впадин 0,7 мм.

Усилие накатки рассчитывают по формуле

Ю=Л1ю ж.

4 ° п ,при условии, что обработка осуществляется ,в 10 проходов.

Пример 2. На торце цилиндрической заготовки диаметром 20 мм выполняют впадины в виде дискретных цилиндрических отверстий с шагом 3 мм, имеющих диаметр 0,5 мм и глубину 1 мм. Отверстия сверлят при частоте п, =800 об/мин (смазку осуществляют маслом И-20) и пода:че 5=0,2 мм/об. В результате получают поверхность с цилиндрическими углубле. ниями диаметром 0,5 мм, глубиной 1 мм и ,шагом 3 мм.

Пример 3. На токарно-винторезном станi ке 1К62 резцом Р6М5 выполняют впади, ны в виде винтового паза на цилинд, .рической заготовке, имеющем такие же

;: размеры поперечного сечения, как и у ли, нейных углублений примера 1. Параметры режима обработки: частота вращения шпинделя 50 об/мин; подача инструмента .,3 мм/об.

В примерах 2 и 3 сужение входных отверстий впадин и углублений до величины 0,2 мм производят указанным способом (с помощью шарикового раскатника при тех же параметрах режима обработки). Микрорельеф поверхности по при, меру 2 изображен на фиг. 4. Глубина . впадин 0,7 мм.

На фиг. 1 — 4 изображено изготовление плоской торцовой поверхности с указанным микрорельефом. При обработке цилиндрической поверхности с продольными впадинами (или цилиндрическими) раскатник воздействует на впадины в одном направлении. В случае торцовой поверхности форма центров после обработки несколько отличается и принимает вид, соответствующий фиг. 3 и 4.

Испытания поверхности с линейными впадинами проводят при кипении теплоносителя (фреона R 113) при атмосферном давлении (фиг. 5), где кривая 6 — зависимость коэффициента теплоотдачи а от плотности теплового потока. Как видно из фиг. 5, предлагаемая поверхность имеет большой коэффициент теплоотдачи в области высоких тепловых потоков.

На графике (фиг. 5) изображены результаты опытов по кипению К 113 и на других поверхностях. Кривые 8 и 9 соответствуют поверхностям с впадинами с входными отверстиями 0,1 и 0 3 мм соответственно, кривые 10 и 1! — поверх-!

5 ностям с впадинами с входными отверстиями 0,05 и 0,4 мм соответственно. Таким образом, наиболее эффективными являются поверхности с впадинами с входными отверстиями 0,1 — 0,3 мм.

По сравнению с известным способом (фиг. 5, кривая 12) поверхность по предлагаемому способу дает значительное увеличение коэффициента теплоотдачи.

Формула изобретения

Способ образования микрорельефа, при котором осуществляют образование впадин на обрабатываемой поверхности и последующее сужение их входных отверстий, отличаюи(ийся тем, что, с целью повышения

30 теплоотдающей способности поверхности за счет обеспечения размера входного отверстия в пределах 0,1 — 0,3 мм, сужение входных отверстий осуществляют тангенциальным и радиальным обжатием, причем давление радиального обжатия выбирают

35 из соотношения где l и — размер входного отверстия микрорельефа соответственно до и после накатывания;

Р— давление радиального обжатия;

+eq — диаметр сферы инструмента;

П — твердость материала по Бринелю; и — число проходов инструмента.

148104!

1481041

10 1

7 $0 10

510 q. BrjiV

Составитель С. Чукаева

Редактор И. Шулла Техред И. Beðåñ Корректор Л. Патай

Заказ 2619//1 4 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” -35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r Ужгород, ул. Гагарина, 101

Нт!p к

Фиг.5