CS238436B1 - Sposob pripravy povrchových funkčných vrstiev - Google Patents

Description

Vynález spadá do odboru špeciálnych sposobov přípravy funkčných vrstiev na výrobkoch z konštrukčných, špeciálnych a nástrojových materiálov, vyrobených z kovov a ich zliatín. Účelom vynálezu je zlepšenie štruktúry vo funkčenej vrstvě, a to tak, že nie sú pozorované nehomogenity a strukturně zložky majú jemnejšiu morfológiu. Uvedený účel sa. dosiahne ohriatím povrchu výrobku intenzívnym energetickým zdrojom na teplotu austenitizácie, pričom výrobok je rozkmitaný ultrazvukovou energiou v kontinuálnom alebo impulznom režime. 238436 238436

Vynález sa týká přípravy aktívnych povrchových vrstiev na výrobkoch z konštrukčných, špeciálnych a nástrojových materiálov vyrobených z kovov a ich zliatin. Životnost súčiastky limitujú vlastnosti jej povrchovej vrstvy, ktoré aktivně odolávajú vonkajším účinkom namáhania. Výsledkom tohoto namáhania je opotrebenie. Opotrebenie je nežiadúca změna povrchu, spůsobená vzájemným působením funkčných povrchov, alebo funkčného povrchu a média, ktoré opotrebenie vyvolává. Preto je potřebné, aby výrobok mal vysokú odolnosť proti účinkom opotrebenia v povrchových funkčných vrstvách, pričom tieto vlastnosti nemusia byť rovnaké v celom priereze. V súčasnosti sa funkčně vrstvy pripravujú působením intezívnych energetických zdrojov, ako sú laserový lúč, elektronový lúč, elektroiskrový výboj, mikroplazma a podobné na povrch výrobkov. Působením týchto zdrojov sa materiál ohřeje vysokou rýchlosťou, dosiahne teplotu austenitizácie a rýchlo sa ochladí. V miestach interakcie vysokoenergetického zdroja s ovplyvňovaným výrobkom príde k vytvoreniu tvrdej štruktúry odolnej proti opotrebeniu. V takto připravovaných vrstvách sú však pozorované defekty, ktoré zhoršujú fyzikálno-mechanické vlastnosti, ako například tvrdost, korozivzdornost, oteruvzdornosť a podobné.

Tento nedostatok odstraňuje spůsob přípravy funkčných vrstiev podta vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že počas interakcie intenzívneho energetického zdroja s výrobkom, sa na výrobok působí ultrazvukom v rozmedzí frekvencii 15 až 213 kHz.

Pri působeni ultrazvukem v impulznom režime je doba trvania impulzu 1 až 200 ,us a frekvencia opakovania impulzu 1 až 1000 Hz.

Spůsobom přípravy funkčných vrstiev podfa vynálezu sa zlepšuje štruktúra funkčnej vrstvy, a to tak, že nie sú pozorované poruchy štruktúry, štruktúrne zložky majú jemnejšiu morfológiu, znižujú sa hodnoty zvyškového napatia, zlepšuje sa korózna odolnost a oteruvzdornosť. Uvedené změny v štruktúre sa prejavia vo zvýšenej tvrdosti, až o 6 HRC. Příklad 1

Pri príprave povrchovej funkčnej vrstvy sa působilo na povrch ocelového výrobku o chemickom zložení v hmotnostných percentách, uhlík = 0,86 %, mangan = 0,17 °/o, křemík = 0,19 %, chróm = 4,30 °/o, volfrám — 6,25 °/o, nikel = 0,19 %, molybden = 5,27 percenta, vanád = 1,92 % a zvyšok železo. Působilo sa elektrónovým lúčom s nasledovnými parametrami: výkon elektronového lúča je 450 W, rýchlosť posuvu elektronového lúča je 15 mm. s_1, priemer stopy elektronového lúča je 1 mm a poloha ohniska elektrónového lúča vzhfadom na povrch výrobku je 0 mm. Súčasne sa tento výrobok rozkmitá ultrazvukem v kontinuálnom režime o frekvencii 20 kHz. Ultrazvuková energia působí na výrobok po celú dobu interakcie elektrónového lúča s výrobkom.

Pri príprave povrchových funkčných vrstiev elektrónovým lúčom bez působenia ultrazvukovej energie sa dosiahla tvrdost povrchu výrobku 64 HRC. Pri postupovaní podfa vynálezu sa dosiahla tvrdost vyššia o 4,6 HRC. Příklad 2

Pri príprave povrchovej funkčnej vrstvy sa působilo na povrch ocelového výrobku o chemickom zložení rovnakom ako v příklade 1. Působilo sa laserovým lúčom s nasledovnými parametrami: výkon je 200 W, rýchlosť posuvu laserového lúča je 5 mm. s-1, priemer stopy laserového lúča je 1 mm a poloha ohniska laserového lúča 0 mm. Súčasne sa výrobok rozkmitá ultrazvukom v impulznom režime o frekvencii 20 kHz s dobou trvania impulzu 45 /zs a frekvenciou opakovania impulzov 185 Hz.

Pri príprave funkčných vrstiev laserovým lúčom bez posohenia ultrazvukovej energie sa dosiahla tvrdosť výrobku 65 HRC. Pri postupovaní podfa vynálezu sa dosiahla tvrdosť vyššia o 5,9 HRC.

Claims (2)

1. PREDMET

   1. Spůsob přípravy povrchových funkčných vrstiev ohriatím povrchu výrobku, vyrobeného z kovov a ich zliatin, na teplotu austenitizácie intenzívnym energetickým zdrojom, vyznačený tým, že počas interakcie intenzívneho energetického zdroja s výrobkom sa na výrobok působí ultrazvukovými kmitmi v rozmedzí frekvencii 15 až 213 kHz v kontinuálnom alebo impulznom režime.
2. 2. Spůsob přípravy povrchových funkčných vrstiev podfa bodu 1, vyznačený tým, že pósobenie ultrazvuku sa uskutočňuje v impulznom režime s dobou trvania impulzu 1 až 200 μ8 a s frekvenciou opakovania kmitov 1 až 1000 Hz.