CS253430B1 - Surface hardening of metal parts with rotary symmetrical surfaces - Google Patents

Description

Vynález sa týká povrchového kalenia funkčných povrchov rotačně symetrických súčiastok, najmá oběžných dráh valivých ložísk s čiarovým kontaktom na zvýšenie ich odolnosti voči opotrebeniu.

Charakter únavového poškodzovania funkčných povrchov súčiastok namáhaných cyklickým kontaktným zaťažovaním, např. obežných dráh valivých ložísk si vyžaduje homogénne vlastnosti po celom povrchu charakterizované vysokou tvrdosťou. V súčasnosti sa to najčastejšie zabezpečuje buď celoobjemovým kalením v atmosférických a solných peciach alebo indukčným povrchovým kalením a popúšťaním na tvrdost cca 60 HRC. Sú známe aj případy aplikácie elektrónového alebo laserového lúča, ktorý pomocou špeciálnej techniky vykonává relativný spirálovitý, oscilačný alebo jednoduchý rotačný pohyb po spracovávanom povrchu.

Uvedené spósoby tepelného spracovania majú niektoré nevýhody. U pecných agregátov je to vysoká spotřeba energie, potřeba kaliacich médií, nutnosť nadvázného popúšťania a vysoké deformácie. Rovnako u indukčného kalenia je nevyhnutné kaliace médium a vo vačšine prípadov aj popúšťanie. Všetky doposial' známe aplikácie laserového, resp. elektronového lúča na rotačne-symetrické povrchy majú spoločnú nevýhodu v nehomogénnych vlastnostiach spracovávaného· povrchu. Tieto nehomogenity, pre dané případy namáhania súčiastok škodlivé, so pri špirálovitom pohybe lúča prejavujú pravidelným striedaním oblasti o vysokej a nízkej tvrdosti a pri oscilačnom alebo rotačnom pohybe lúča úzkým pásom o nízkej tvrdosti v mieste ukončenia procesu. Tento úzký pás sa z hladiska životnosti súčiastok namáhaných na kontaktnú únavu prejavuje v tej najškodlivejšej podobě, pretože geometricky je stotožnený s kontaktnou plóškou.

Uvedené nevýhody súčasného stavu techniky sa odstránia povrchovým kalením pomocou zdroja koncentrovanej energie ako je laser, elektronový lúč a i podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že zvazok lúča, vysielaný od zdroja koncentrovaněji energie, má obdížnikový prierez s pomerom stráň a < b a je usměrněný na povrch rotujúcej súčiastky tak, že stopa vzniklá okamžitou expozíciou povrchu týmto zvázkom zvlera s površkou, rovnoběžnou s osou súčiastky uhol or = 2 až 80°.

Výhodou povrchového kalenia laserom podlá vynálezu je to, že oproti konvenčným metodám kalenia sa dosiahne vyšších hodnot tvrdosti, zvýši sa otěruvzdornost a odolnost voči cyklickej kontaktnej únavě. Vzhladom k doposial známým aplikáciam lasera a elektronového lúča na kalenie sa obmedzí existencia makkých miest na spracovávanom povrchu. Ďalšou výhodou je to·, že fokusáciou laserového lúča na střed alebo okraje súčiastky sa dá kaliaci profil prispósobiť rozloženiu Hertzových napatí pri kontaktnom zařazovaní.

Příklad prevedenia povrchového· kalenia podlá vynálezu je uvedený na obr. 1 v axonometrickom vyobrazení a na obr. 2 v podorysnom pohladu.

Laserový lúč 1 o potrebnej šírke dopadá na zrkadlo 2 s osou oi a odráža sa na vonkajší povrch krúžku 3, ktorý rotuje okolo osi 02. Přitom stopa s, vzniklá okamžitou expozíciou povrchu krúžku 3 laserovým lúčom 1 zviera s površkou p, rovnoběžnou s osou 02 uhol oř = 45^p.

Povrchové kalenie podlá vynálezu sa dá s výhodou použit napr. u vonkajších a vnútorných krúžkov valčekových, kuželíkových a ihlových ložísk, ďalej hriadelov, valivých teliesok s válcovým alebo kuželovým povrchom a i.

Claims (1)

1. PREDMET

   Povrchové kalenie rotačně symetrických plóch, najma oběžných dráh valivých ložísk s čiarovým kontaktom, pomocou lúča, vysielaného zdrojom koncentrovanej energie, vyznačené tým, že lúč (lj o obdížnikovom priereze s pomerom stráň a <= b je usmerVYNALEZU nený na exponovaný povrch súčiastky (3) tak, že stopa (s) vzniklá okamžitou expozíciou lúča s povrchom súčiastky (3) zviera s površkou (p j, rovnoběžnou s osou súčiastky (02) uhol a — 2 až 80° a že súčiastka (3 j súčasne rotuje okolo osi (02J.