PL188240B1 - Sposób powierzchniowej obróbki przedmiotów stalowych z wykorzystaniem wyładowań jarzeniowych generowanych przez połówkowe, pulsujące pole elektryczne średniej częstotliwości - Google Patents

Abstract

Sposób powierzchniowej obróbki przedmiotów stalowych z wykorzystaniem wyładowań jarzeniowych generowanych przez połówkowe, pulsujące pole elektryczne średniej częstotliwości, polegający na wygrzewaniu wsadu w komorze jarzeniowej w warunkach obniżonego ciśnienia przy ciągłym odpompowywaniu komory i przy ciągłym dozowaniu do niej atmosfery technologicznej przy towarzyszącym podciśnieniu będącym w równowadze dynamicznej w warunkach wyładowań jarzeniowych pomiędzy odizolowanym wsadem stanowiącym katodę a uziemnionymi ścianami komory stanowiącymi anodę, przy czym proces prowadzi się w warunkach wyładowań jarzeniowych, widocznych, podnormalnych przy gęstościach prądu 0,02-0,5Ap/cm2, a ewentualnie brakującą energię do uzyskania przez wsad temperatury procesu doprowadza się przez elektryczne ogrzewanie oporowe, znamienny tym, ze proces prowadzi się przy wyładowaniu jarzeniowym o częstotliwości połówkowego prądu pulsującego w paśmie wynoszącym od 50 do 440 kHz.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób powierzchniowej obróbki przemiotów stalowych z wykorzystaniem wyładowań jarzeniowych generowanych przez połówkowe, pulsujące pole elektryczne średniej częstotliwości.

Znane jest azotowanie jonowe przy wyładowaniach jarzeniowych widocznych „Towsenda” oraz normalnych przy gęstościach prądu 0,03-0,5μΆ na 1 cm² powierzchni obrabianego wsadu, przy czym brakującą energię do uzyskania przez wsad wymaganej temperatury doprowadza się drogą dogrzewania oporowego.

Z opisu patentowego nr PL 135869 znane jest azotowanie jonowe, przy którym wsad w komorze jarzeniowej zasila się napięciem zmiennym impulsowym, piłokształtnym o częstotliwości od 0,05 do 50 kHz i amplitudzie regulowanej w zakresie 350-1500V. Proces prowadzi się przy wyładowaniu jarzeniowym o częstotliwości połówkowego prądu pulsującego w paśmie wynoszącym od 22 do 44 kHz.

Znanym procesom często towarzyszyły niespokojne wyładowania jarzeniowe ze szkodliwymi wyładowaniami iskrowymi, wskutek czego uzyskiwano uszkodzoną warstwę azotowaną, szczególnie w przypadkach wsadu o skomplikowanej powierzchni, ponadto czasy procesu azotowania były stosunkowo długie.

Istota sposobu według wynalazku, w którym wsad wygrzewa się w komorze jarzeniowej w warunkach obniżonego ciśnienia przy ciągłym odpompowywaniu komory i przy ciągłym dozowaniu do niej atmosfery technologicznej, na przykład azotu i wodoru, przy towarzyszącym podciśnieniu będącym w równowadze dynamicznej w warunkach wyładowań jarzeniowych pomiędzy odizolowanym wsadem stanowiącym katodę a uziemnionymi ścianami komory stanowiącymi anodę, przy czym proces prowadzi się w warunkach wyładowań jarzeniowych, widocznych, podnormalnych przy gęstościach prądu 0,02-0,5 pA/cnm a ewentualnie brakującą energię do uzyskania przez wsad temperatury procesu doprowadza się przez elektryczne ogrzewanie oporowe, polega na tym, że proces prowadzi się przy wyładowaniu jarzeniowym o częstotliwości połówkowego prądu pulsującego w paśmie wynoszącym od 50 do 440 kHz.

Dzięki tej metodzie uzyskano wyładowania znacznie spokojniejsze przy całkowitym braku wyładowań iskrowych, co pozwala na uzyskiwanie dobrej jakościowo warstwy dyfu188 240 zyjnej na przykład azotowanej bez uszkodzeń czy nadtopień. Sposób taki jest szczególnie korzystny w przypadkach wsadu o skomplikowanej powierzchni. Uzyskano też skrócenie czasu trwania procesu

Przedmiot wynalazku uwidoczniono bliżej w poniższym przykładzie wykonania Przeprowadzono próbę azotowania jonowego w piecu jarzeniowym, próżniowym o wewnętrznej średnicy użytkowej około 300 mm. W komorze pieca utrzymywano próżnię dynamiczną rzędu 0,1 HPa przy ciągłym odpompowywaniu komory i ciągłym dozowaniu do niej świeżego azotu i wodoru. Wyładowania jarzeniowe generowano prądem pulsującym, połówkowym o częstotliwości pulsacji 66 ± 7% KHz przy regulowanym napięciu zasilania od 350 do 1500V. Pomiar temperatury przeprowadzano za pomocą termoelementu umieszczonego przy katodzie i odizolowanego od niej. Procesowi azotowania poddano uprzednio zahartowane i opuszczone części ze stali 38HMJ w postaci prostopadłościanu z przelotowymi otworami 0 średnicach 10 mm i 20 mm o długości 20 mm. Proces prowadzono w temperaturze 560°C w czasie 3 godzin. Wsad ogrzewano wyłącznie energią wyładowań jarzeniowych. Po procesie i ostudzeniu wsadu wykonano przekroje i zgłady metalograficzne oraz zbadano rozkład twardości uzyskanej warstwy. Okazało się, że twardości na zewnętrznych powierzchniach obrabianych części i wewnętrznych powierzchniach otworów tych części była taka sama i wynosiła około 1160HV01, a grubość warstwy uzyskanej na powierzchniach zewnętrznych tych części i wewnętrznych powierzchniach otworów wynosiła od 115 do 130 pm.

188 240

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenia patentowe

   Sposób powierzchniowej obróbki przedmiotów stalowych z wykorzystaniem wyładowań jarzeniowych generowanych przez połówkowe, pulsujące pole elektryczne średniej częstotliwości, polegający na wygrzewaniu wsadu w komorze jarzeniowej w warunkach obniżonego ciśnienia przy ciągłym odpompowywaniu komory i przy ciągłym dozowaniu do niej atmosfery technologicznej przy towarzyszącym podciśnieniu będącym w równowadze dynamicznej w warunkach wyładowań jarzeniowych pomiędzy odizolowanym wsadem stanowiącym katodę a uziemnionymi ścianami komory stanowiącymi anodę, przy czym proces prowadzi się w warunkach wyładowań jarzeniowych, widocznych, podnormalnych przy gęstościach prądu 0,02-0,5 Λμ/cm², a ewentualnie brakującą energię do uzyskania przez wsad temperatury procesu doprowadza się przez elektryczne ogrzewanie oporowe, znamienny tym, że proces prowadzi się przy wyładowaniu jarzeniowym o częstotliwości połówkowego prądu pulsującego w paśmie wynoszącym od 50 do 440 kHz.