Способ термической обработки металлических изделий

 

Изобретение относится к области термической обработки стали концентрированным источником энергии и может быть использовано в электротехнической и машиностроительной промышленности при изготовлении гильз двигателя. Цель изобретения - повышение качества изделий путем локализации дугового разряда в зоне лазерного воздействия и увеличения глубины упрочненного слоя. Сущность изобретения заключается в том, что при обработке поверхности изделий одновременно лазерным измерением и дуговым разрядом в режиме образования паров вещества наносят поглощающее покрытие с электропроводностью ρ<SB POS="POST">TB</SB>*980,1ρ<SB POS="POST">пл</SB>, где ρ<SB POS="POST">пл</SB> - электропроводность покрытия в испаренном состоянии. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А( (19) (11) (5!) 4 Г ?1 D 1/09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ", :..

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ котором на изделие наносят поглощаю- щие покрытия и осуществляют лазернодуговое воздействие с образованием ионизированных паров вещества покрытия в зоне обработке, режим лазернодугового воздействия выбирают в зависимости от материала покрытия из е условия ) /f)„„co,1, где 0 — элек- тропроводность покрытия в твердом состоянии вн» зоны лазерно-дугового воздействия, p„„ — электропроводность покрытия в испаренном, ионизированном (плазменном состоянии) в зоне лазерно-дугового воздействия. (21) 4300224/23-02 (22) 28.08.87 (46) 15.05.89. Бюл. " 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования и Люблинский.литейно-механический завод (72) М.Б.Гутман, В.И.Журавель, В.С,Просолов, IO.Н,Селезнев и Я.M.Øoòàïâèëè (53) 621.785.79 (088.8) (56) Arata 3. Basic characteristics of laser. output high energy

Йепзiй Ьеаг. sources. Tn: Ant, laser

processing (;oaf. Anahem, Гаlifornia

1ЧОт7,, 16-17, 1981, р. 14-29 (пер. ВЦП 1=- F,-75228) .

Авторское свидетельство ГССР

В 121?056, кл. r. 21 1) 1/09, 1986.

Изобретение относится к термической обработке стали концентрированным источником энергии и может быть использовано в электротехнической и машиностроительной промьш;ленности при изготовлении гильз дизеля, Цель изобретения — повышение качества изделий путем локализации дугового разряда в зоне лазерного воздействия.и увеличения глубины упрочненного слоя.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу термообработки металлических изделий, при (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

MFТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области термической обработки стали концентрированным источником энергии и может быть использовано в электротехнической и машиностроительной промьппленности при изготовлении гильз двигателя. Цель изобретения — повышение качества изделий путем локализации дугового разряда в зоне лазерного воздействия и увеличения глубины упрочненного слоя. Сущность изобретения заключается в том, что при обработке поверхности иэделий: одновременно лазерным измерением и дуговым разрядом в режиме образования паров вещества наносят поглощающее покркти» с электропроводностью

< () ;, 0,1 P„„, r e p » — электропро— водность покрытия в испаренном состоянии. 1 табл..)479526

Отношение р» /()щ, выбрано в ка- честве отличительного признака в связи с тем, что именно эта величина определяет степень локализации дуго- 5 ного разряда в пятне лазерной плазмы, каждый в отдельности параметр P+> и пд„не могут характеризовать процесс лазерно-дуговой обработки .. С уменьшением отношения $ q! P „„ увеличивается концентрация дуги в пятне, так как твердое покрытие за пределом пятна лазерного излучения, при его относительно низкой электропроводности играет роль электроизоля- 15 тора. С уменьшением этого соотноше ния степень локализации дуги в пятне лазерной плазмы существенно уменьшается и дуга стремится "расползтись" по поверхности. 20

Пример. Способ осуществляет ся следующим образом. ! Проводили термообргботкувнутренней поверхности гильзы дизеля Д!ОД из чугуна СЧХМНО на лазерной технологической установке мощностью излучения

2,4 кВт с источником питания дугового разряда до 4,5 кВт.

При отработке технологического 30 режима использовали покрытия, приведенные в таблице и др., альтернативные традиционному фосфатному покрытию, В процессе обработки электрод 35 располагали на расстоянии 3-5 мм от зоны воздействия лазера. Степень. локализации дуги в пятне лазерной плазмы регистрировали с помощью оптического прибора ОКС-3 (МНПО 40

"Спектр" 1. Дополнительный контроль— металлографические исследования микрошлифов обработанных образцов, определяли ширину закаленной полосы.

Микротвердость определяли на этих 45 же микроплифах, В таблице приведены 20 режимов для 10 рнэличных покрытий и двух режимов по мощности ЛД-воздействия.

Как видно из представленной таблицы, глубина закаленного слоя выше,при использовании покрытий и условии, что режим .лазерно-дугового воз-!. действия необходимо выбирать в зависимости от материала покрытия их условия Р., /p„„a0,1 позиции 1-8), Режимы 6-8 являются переходными от случаев ) /p,ц, ) О, 1, когда упроч" нение не достигается, к случаям

Pòâ /P« --О, 1 когда упрочнение затрачивает максимальную глубину.

Граница 0,1 обеспечивает наибольший эффект от использования предлагаемого способа. Представляется нерациональным установить н качестве диапазона признака Р / p например, 0,1-10 и, так как появляются новые вещества с повышенными электроизоляционннми свойствами. При этом чем ниже 1 „, тем эффективнее процесс термообработки с локализацией дуги за счет выбора режима в зависимости от материала покрытия из условия тв / пи 0,1 °

Технико-экономический эффект от использования изобретения достигается благодаря повышению эффективности и . качества термообработки (глубина упрочненного слоя при технологичном и эффективном поглощающем покрытии).

Формулаизоб ретения

Способ термической .обработки металлических изделий, включающий нанесение поглощающего покрытия с заданной электропроводностью, лазерное воздействие и дуговой разряд с обра- зованием ионизированных паров вещества покрытия, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьш ения качества путем локализации дугового разряда в зоне лазерного воздействия и увеличения глубины упрочненного слоя, покрытие наносят с электропроводностью Р а О, 1 где Р— электропроводность покрытия в твердом состоянии вне зоны лазернодугового воздействия; p„„ — электропроводность покрытия в ионизированном состоянии °

1479526

1 ж

v о сЕ о у о

Е о э

IO а, о щ р, 1 о (:

X о х (0 Cd Е

Ж

И (»» л

Э IO

w, "о

Ф (( х 4 и (К

Е»

Э

Щ

4 о ж

Э

Cd

Ц

Э х

Е»

Й ((I! i х о

Я и их о е»

Cd о (0

1

>g 1

1 х

cd (1 и

I 1! с ! !

» л

O ф C с С.

t4

"c О л

O и

00 л

00 О л

СЧ

С0

»б

С»1 л

СС»

1 т Е с с.й

О о л (Щ

Р 1

C»(С 1

СО

»л СЧ о о

Ф

O Ф

ΠΠ— — ьСЧ

1 1

1 ф Х

Ф

«2-у 1 о

О о

СЧ О <(--а

Щ

Се(С»(ж

Е .О

О. х о

1

Ц о

> у

Э Р .((3»

Cd Ф)

X (О о о

О. Х .Х

О 0

»0 O V

vэх (:

О(»с(»

» о (С(Е и 1

1 ц 1

З 1

Сс(1

» о оооооо о ооо лао О О О сг

С(( х о

Э ж

Я

»0 К

E И и

О (0 ж

Ф о и

Е Э

Э K

Э

4 с») 1 1 1

;ж о=

Е 1 1 1

»» (р Ф

1 ю

ООООС е

00 Ь в а л — C 00 л л л л л

ООООО

° (, ((. «h С )

« (" ссссо

--cc

° ° ° °

Л Л 00О С(СЛ

СЧФ СОСО л a a ° ° л л

ООООСОО о е о л о о н

С Ъ A С 4 СО 00 СЧ

М1 СЧ С»4 С» СЧ

О О О 1 О м ) 00 г(и со сч е и о

С » C»4 л С 4

Ж

3 1

С(Я

IO 5 э охах и сс(о хо

Щ

Е

5 ф о °

Р, 1

Д л

Э О

4 к

g C»4 ф °

Cd ж х

d: E о и

Ж Е (о о о о

Ц

О» э о

cd О, ж

Э л

Ж d(Ж

Э 1 х

Ц ( и

Я д и о и ж

E о

> С

g o

Р о у о х v