SU1601139A1 - Способ термической обработки поверхности деталей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термической обработке стали концентрированными источниками энергии, конкретнее лучом лазера, и может быть использовано в машиностроении при изготовлении деталей, работающих в услови х трени  со смазкой. Цель изобретени  - повышение износостойкости путем формировани  маслоудерживающего рельефа на поверхности при трении и компенсирующего неравномерность износа при эксплуатации деталей. Сущность изобретени  заключаетс  в том, что одновременно упрочн етс  поверхность детали и создаетс  на ней маслоудерживающий рельеф, про вл ющийс  в процессе эксплуатации. Две операции удаетс  сочетать, использу  импульсную лазерную обработку при диаметре расфокусировки луча 0,5...1,5 мм, длительности импульсов 3...5 мс, плотности мощности 12...18 кВт/см² и степени перекрыти  п тен 85...92%. 1 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к термической обработке стали концентрированными источниками энергии, конкретнее лучоМ лазера, и может быть использовано в машиностроении при изготовлении деталей, работающих в услови х трени  со смазкой

Цель изобретени  - повышение нзно-- состойкости путем формировани  мас- лоудерживающего рельефа на поверхности при трении и компенсирующего неравномерность износа при эксплуатации деталей

Поставленна  цель достигаетс  путем использовани  импульсной лазерной обработки, позвол ющей осуществл ть одновременное упрочнение поверхности и формирование структуры маслоудержнвающего рельефа, самоорганизующегос  в процессе эксгтуа- тации детали. Роль структуры рельефа играют в данном случае зоны отпуска Облада  намного меньшей 1вердо- стью по сравнению с участками упрочнени , они изнашиваютс  в 5-7 раз интенсивнее В результате на поверхоо со

НС1СТИ образуетс  система канавок, где и накапливаетс  смазочный мате- . Успешное формирование масло- улерживающего рельефа зависит от ши- рины зон отпуска, и площади поверхности , занимаемой ими. Регулирование эч ими величинами осуществл етс  в лпфоких пределах изменением длительности лазерного импульса и степени шфекрыти  соседних, п тен в полосе облучени .

На чертеже прийедены кривые за- В1:симости удельной площади зон отпуска от степени перекрыти  при из- м«1нении длительности импульса и Д1 аметра расфокусировки.

Оптимальна  ширина зон отпуска о(1еспечиваетс  при длительности импульса 3-5 мсо Рисунок маслоудер- кивающего рельефа, обладающий тре- 6yeMbiNei свойствами в процессе -эксплу , формируетс  облучением поверхности п тнами круглой формы диаметром 0,5-1,5 мм при перекрытии 8fi-92% по диаметруо Обработку поверхности конструкционных сталей следует проводить с плотностью мощности кВт/см, что гарантирует нар ду с получением зон отпуска закал- ку остальной площади поверхности до получени  максимальной твердости о

j Преимуществом предлагаемого способа  вл етс  не только возможность сочета ш  процесса закалки с форми- рованием рисунка будущего маслоудер- ж;«вающего рельефа в одной технологи- Ч2СКОЙ операции, но и то, что образование на поверхности канавок регла- мвнтируетс  непосредственно услови - м  изнашивани  детали, компенсиру  н еравномерности, возникающие в про- ц|ессе эксплуатации

П р и м е р. С использованием предлагаемого и известного способов п|ровод т обработку и испытани  на и|знос образцов из стали ШХ15. Испы- т|ани  провод т в услови х трени  при в|аличии смазки М10ГИ на машине тре- к|и  типа МИ-Ш по схеме диск - колод к1а при нагрузке 50 кгс/мм (5 МПа) И продолжительности. 180 мин, скорость скольжени  50 м/мин Твердость контртела (колодки)наход тс  на уровне 200 НВ , шероховатость поверхности в пределах 0,63 мкм. Известный спосо обработки реализуют путем испарени  металла лучом с плотностью мощности 300 кВт/см .при длительности импульса , совпадающей с дпительностью импульса упрочнени 

Результаты обработки приведены в табл.1 и 2 при диаметре п тна 1 мм

Б предлагаемом способе при облучении создаетс  рельеф из зон отпуска с площадью  чейки около . Облучение провод т на серийндй установке типа Квант-15 в импульсном режиме,,

Claims (1)

1. Таким образом, лазерна  поверхностна  термическа  обработка по предлагаемому способу повышает износостойкость в 2-3 раза. Вы влено, что наиболее оптимальные режимы облучени  при диаметрах расфокусировки 0,5-1,5 мм дл  стали У1Х15  вл ютс  длительности импульсов 3-5 мс, плотности мощности 12-18 кВт/см и степени перекрыти  п тен 85-92%о Формула изобрете н и  

   Способ термической обработки поверхности деталей преимущественно из конструкцион шх сталей, эксплуатируемых в услови х граничного трени , включающий нагрев поверхности под закалку лучом лазера заданными плотностью мощности, длительностью импульса, диаметром расфокусировки и степени : перекрыти  зон нагрева по их диаметру, о тли ч ающий с   тем, что, с целью повьш1ени  износостойкости путем формировани  масло- удерживающего рельефа на поверхности при трении и компенсирующего неравномерность износа при эксплуатации деталей, нагрев осуществл ют лучом лазера с плотностью мощности 12,0- 18,0 кВт/см, длительностью импульса 3,0-5,0 мс, диаметром расфокусировки 0,5-1,5 мм при степени перекрыти  зон нагрева по диаметру 85,0- 92,0%.

   Таблица 1

   Известный Предлагаемь й

   15

   Таблица2

   78

   d /

   Ss,«i

   111n

   10

   в

   0 WWW ifQ 50 60 70 80 90 100

   /jr,%

   t ffMC

   ,6мм

   ff fMM

   Ct- iMM

   t-ZMc u JMM

   d 2мм