Упрочнение лазерное поверхностно

Универсально-заточные станки 52 Упрочнение лазерное поверхностное [c.939]

Рис. 44. Микрофотографии поверхностного слоя стали У8, упрочненной лазерным излучением при Кп— 0,1 (а) и /( = 0,3 (б).

Рис. 55. Распределение остаточных напряжений в поверхностном слое стали 45, упрочненной лазерным излучением

В отличие от подавляющего большинства поверхностных методов упрочнения лазерная обработка характеризуется высокой степенью локальности, т.е. дает возможность проводить упрочнение ограниченных поверхностных объемов детали (как по площади, так и по глубине обработки). При этом твердость упрочненных поверхностей (один из важнейших показателей, характеризующих износостойкость), как правило, на 15...20% превыщает твердость после термообработки традиционными методами [24]. [c.365]

Лазерное поверхностное упрочнение применяется в автомобилестроении, дорожном и сельскохозяйственном машиностроении, при обработке валков прокатных станов и блюмингов, инструментов и штампов. Экономический эффект от внедрения этой технологии существенен. Долговечность серийных штампов составляет 4,5...5 тыс. деталей до повторного шлифования. Лазерное упрочнение кромок позволяет повысить стойкость инструмента до повторного шлифования до 14 тыс. деталей. [c.366]

Термообработка. При направлении лазерного луча на поверхность металла тонкий поверхностный слой быстро нагревается. По мере перемещения луча на другие участки поверхности происходит быстрое остывание нагретого участка, Так производят закалку поверхностных слоев, приводяш,ую к существенному повышению их прочности. Лазерная закалка позволяет избирательно увеличивать прочность именно тех участков поверхности, именно тех детален, которые в наибольшей мере подвергаются износу. Так, лазерную закалку применяют в автомобильной промышленности для упрочнения головок цилиндров двигателей, направляющих клапанов, шестерен, распределительных валов и т. д. На Московском автозаводе им. Ленинского комсомола производится поверхностная закалка корпуса заднего моста автомобиля Москвич при помощи лазера на СО . [c.298]

Поверхностное упрочнение металлов производят ударными волнами при использовании лазеров, генерирующих последовательности импульсов. У поверхности металла образуется слой плазмы. Плазма распространяется навстречу лазерному лучу, в результате чего рождается ударная волна. Поскольку луч представляет собой последовательность импульсов, возникает последовательность ударных волн. Воздействие волн на металлическую деталь оказывает в данном случае такое влияние, как при холодной обработке металла давлением. [c.298]

Показано, что независимо от технологических вариантов и исходного состояния материала лазерное упрочнение повышает триботехнические свойство поверхностных слоев за счет формирования структуры, обладающей высокой твердостью, прочностью и пластичностью. [c.104]

Достигаемые при термоупрочнении эффекты модификации материалов в основном определяются тепловым состоянием их поверхностных слоев. Поэтому информация о термических процессах, инициируемых лазерным воздействием, является основой для разработки технологических процессов лазерного термического упрочнения. [c.255]

Если для процесса термообработки материалов используется сканирующий лазерный луч, скорость перемещения которого относительно обрабатываемой поверхности достаточно высока, то расплавление материала происходит лишь в очень тонком поверхностном слое толщиной в несколько микрометров или десятков микрометров. При этом процессе скоростного упрочнения (глянцевании) [56] скорость закалки может достигать 10 ° С/с, в результате чего в тонких слоях материала могут образовываться практически аморфные системы, обладающие рядом уникальных свойств, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики поверхности материалов. [c.13]

На рис. 55 представлено распределение остаточных напряжений в поверхностном слое стали 45, подвергнутом лазерному воздействию при различных интенсивностях облучения. Анализ эпюр макронапряжений показал, что величина и характер их распределения по глубине упрочненного слоя в большой мере зависит от плотности мощности лазерного излучения. При малых плотностях мощности, когда обрабатываемый материал нагревается до температур, ниже температуры плавления, т. е. когда не происходит фазовый переход, в поверхностном слое развиваются довольно большие растягивающие напряжения, причем область их распространения соизмерима с ЗТВ. Следует также отметить наличие большого градиента остаточных напряжений на границе зоны лазерного воздействия и исходного материала. [c.83]

С появлением мощных газовых лазеров, обеспечивающих в режиме непрерывной генерации мощность порядка нескольких киловатт, существенно расширилась область применения лазерного излучения для изменения свойств поверхностных слоев материалов. Этот вид обработки целесообразно использовать только в тех случаях, когда применение обычных методов поверхностного упрочнения (например, индукционной закалки) связано с определенными трудностями или вообще невозможно. Такая рекомендация приведена потому, что для обеспечения производительности лазерного упрочнения, срав- [c.112]

Применяют способы упрочнения при лазерной обработке без изменения химического состава поверхности вследствие фазовых превращений при быстром нагреве и последующем охлаждении, а также за счет ударной волны из-за испарения верхних слоев металла при частичном изменении химического состава поверхностного слоя (лазерное легирование) путем расплавления последнего и добавления легирующих элементов лазерным плакированием посредством нанесения на поверхность восстанавливаемой детали материала, его нагрева, растекания и затвердевания при охлаждении. [c.554]

Лазерная закалка актуальна для деталей, восстанавливаемых до ремонтного размера, когда поверхностный упрочненный слой удаляется [c.554]

III. Технологические методы обработки трущихся деталей. Влияние точности размера, микрогеометрических отклонений и взаимного расположения деталей на износ термическая, химическая и химико-термическая обработка деталей гальванические покрытия поверхностей деталей наплавка поверхностей детален поверхностное пластическое деформирование и выглаживание поверхностей покрытия, нанесенные фрикционным методом и методом напыления упрочнение поверхностей лазерным лучом. [c.41]

Поверхностное упрочнение режущих кромок с помощью лазера. К числу новых перспективных способов поверхностного упрочнения материалов следует отнести термическую обработку с помощью оптических квантовых генераторов (лазеров). Для термической обработки рекомендуется применение газовых лазеров мощностью 1—5 кВт. При лазерной обработке в большом диапазоне скоростей перемещения луча на поверхности образцов достигается температура, достаточная для перекристаллизации, [c.469]

Лроцесс лазерного упрочнения имеет ряд особенностей, выгодно отличающих его от других методов упрочнения получение на поверхности материала слоя с заданным свойствами путем введения легирующих элементов локальность процесса упрочнения применение в качестве финишной операции, так как коробление при лазерной обработке отсутствует получение заданной шероховатости поверхности повышение коррозионной стойкости поверхностных слоев автоматизация процесса обработки высокая культура производства. [c.469]

Минимально допустимая толщина образца исследуемого материала должна быть не менее 1,5 диагоналей отпечатка. Образцы для испытания на твердость обязательно должны иметь полированную поверхность. Числа твердости по Виккерсу и Бринеллю имеют одинаковую размерность и для материалов с твердостью до 4500 МПа практически совпадают. Метод Виккерса выгодно отличает возможность определения твердости на элементах сложных конфигураций и поверхностно-упрочненных деталей (после цементации, азотирования, нитроцементации, лазерного упрочнения и т.п.). [c.72]

Локальное лазерное легирование обеспечивает упрочнение не только за счет структурных и фазовых превращений в зоне лазерного воздействия, но и путем создания в поверхностном слое нового сплава с отличным от матричного материала химическим составом. [c.412]

Лазерная обработка успешно применяется для поверхностного упрочнения чугунов. Благодаря оплавлению поверхности и образованию ледебуритной эвтектики (отбел чугуна) и мартенситного подслоя твердость на поверхности достигает НУ 750—900. [c.191]

Влияние поверхностного упрочнения на фреттингостойкость различных сталей изучалась в Брянском институте транспортного машиностроения [175, 181]. В работе [175] описаны результаты определения влияния на изнашивание структурных изменений в поверхностном слое девяти сталей после лазерной обработки. Выявлен сложный характер воздействия лазерного излучения на структуру поверхностного слоя и глубину фреттинг-повренадений и объемного износа. Показано, что лазерное поверхностное упрочнение дозволяет создавать благоприятную структуру и повышать износостойкость в 1,5—3 раза в зависимости от содержания углерода в стали и параметров испытаний. [c.106]

В большинстве случаев лазерное упрочнение основано на сверхвысоких скоростях нагревания и охлаждения микрообъемов обрабатываемой поверхности. Режимы лазерного поверхностного упрочнения подбираются так, что в область теплового воздействия лазерного луча попадают сравнительно небольшие мик-рообьемы поверхности обрабатываемой детали (0,1...0,5 мм). Под действием мгновенного нагрева микрообъема температурных областей, где возникают фазовые превращения с чрезвычайно быстрым охлаждением, в поверхностных слоях формируется закаленная зона характеризующаяся высокой твердостью и износостойкостью. [c.365]

Лазерная обработка успешно применяется для поверхностного упрочнения отливок из серого, ковкого и высокопрочного чугун()в. Благодаря оплавлению поверхности и образованию ледебуритной эвтектики (отбел чугуна) и мартенеhthoio подслоя твердость на поверхности достигает 7500—9000 МПа Частичное оплавление ухудшает чистоту поверхности. При отсутствии оплавления, твердость [юсле нагрева лазером повышается в результате закалки тонкого поверхностного слоя. Лазерная обработка повышает износостойкость чугунных деталей в 8—10 раз. Лазер может быть использован и для химико-термической обработки, В этом случае перед обработкой лучом лазера на поверхность наносят обмазки или порошки, содержащие насыщающие элементы (А), Сг, С, N, В и т. д.). [c.226]

Поверхностная закалка при нагреве лазером. Является одним из широко применяемых видов лазерной обработки металлов и сплавов. Она основана на локальном нагреве участка поверхности световым лучом лазера и охлаждения этого участка со сверхк ритической скоростью за счет теплоотвода во внутренние слои металла. При этом не требуется применять охлаждающие среды, что существенно упрощает технологию термоупрочнения Толщина упрочненного слоя не превышает 1,5. 2,0 мм. [c.71]

Задача второй области приложения триботехнологии - управление триботехническими характеристиками поверхностей трения - решается главным образом путем разработки специальных методов модифицирующей упрочняющей обработки. При этом модификация свойств поверхностных слоев трущихся деталей достигается модифицированием структуры или химического состава и структуры материала деталей. В этой области триботехнология тесно смыкается с трибоматериалове-дением как по решаемым задачам повышения триботехнических характеристик трибосопряжений, так и по используемым методам исследования. Современная триботехнология располагает большим числом технологических процессов, используемых в течение многих десятилетий или разработанных в последние 1()-15 лет. Основные из них следующие термическая обработка, диффузионно-термическая (химико-термиче-ская) обработка, поверхностно-пластическая деформация, ионно-плазменная модификация и нанесение покрытий, электронно лучевая обработка, ультразвуковая упрочняющая обработка, лазерное упрочнение, различные комбинированные методы модификации, [c.10]

Другим способом электронно-лучевого упрочнения металлов и сплавов, разработанным в последнее время [159, 160], является легирование материалов пучками релятивистских электронов. Преимущество данного способа обработки заключается в возможности легирования поверхностных слоев на большую глуб1шу, чем, например, при лазерном легировании. Толщина расплавленного слоя при воздействии электронов может достигать 1 мм [160]. Для легирования используются порошки карбидов состава ВдС, W , Ti , а также смеси типа В С Сг. Электронно-лучевое воздействие способствует полному растворению легируюп их фаз. При этом достигается равномерное распределение [c.253]

Использование технологий модификации первого поколения [165, 166 , основанных на однократном или многократном однотипном внешнем воздействии потоками тепла, массы, ионов и т.д., не всегда обеспечивает требуемые показатели износостойкости материалов при высоких температурах, контактных давлениях и действии агрессивных сред. Поэтому расширение области применения и эффективности методов модификации металлов и сплавов для их использования в экстремальных условиях эксплуатации связано с созданием комбинированных и комплексных способов упрочнения, сочетающих достоинства различных технологических приемов. Существует несколько базовых способов унрочнения, эффективность которых в сочетании с другими методами подтверждена производственной практикой [165, 166]. К таким методам относятся ионно-плазменное напыление, электроэрозионное упрочнение, поверхностное пластическое деформирование, а также термическая обработка. Модификация структуры и свойств материалов при этом происходит за счет сочетания различных механизмов, отличающихся физико-химической природой. На этой основе разрабатываются H(3BE)ie варианты технологий второго поколения, вклю-чаюЕцие двойные, совмещенные и комбинированные нроцессы [166-169], в которых применяются потоки ионов, плазмы и лазерного излучения. К данному направлению относятся обработка нанесенных [c.261]

К таким методам упрочнения относятся как храдиционные (химикотермические, поверхностное пластическое деформирование, поверхностная закалка), так и новые (плазменное напыление, лазерная обработка, ионная имплантация и др.). Такям образом, повьпиение технологической дисциплины, ужесточение контроля, применение прогрессивной технологии изготовления и упрочнения - мероприятия первостепенной важности при решении проблемы повышения надежности машин. [c.9]

Поверхностной лазерной обработке подвергают инструмент, прошедший термическую обработку, окончательное шлифование и заточку. Лазерную обработку проводят в воздушной атмосфере, но чаще в атмосфере защитного газа аргона, предохраняющего от обезуглероживания обрабатываемый участок. Средняя производительность термоупрочнения в аргоне до 500 мм7мин, на воздухе — до 800 мм7мин. Лазерное упрочнение повышает стойкость инструмента в 2 раза и более. [c.270]

Аморфизация поверхностных слоев Изделий лазерной обработкой с целью Повышения их твердости может составить конкуренцию традиционным методам поверхностного упрочнения. Данным методом, в частности, на порядок HV 1050) повышена поверхностнаи вердость монокристаллического снла-I ooNb4u и достигнута твердость 1200 на поверхности изделий из [c.583]

Результаты поверхностного упрочнения меднь1х сплавов (Hjo в МПа) лазерным излучением [c.569]

Лазерная обработка поверхности стальных и чугунных деталей существенно увеличивает их износостойкоспь. предел выносливости при изгибе и предел контактной выносливости. Лазерная обработка — перспективный метод поверхностного упрочнения изделий сложной формы, работающих в условиях износа и усталостного нагружения. [c.170]

В настоящее время в потребляющих отраслях наблюдается сдвиг в сторону использования более высокопрочных сталей. Поэтому с начала 80-х гг. процессы упрочнения сталей с применением концентрированных источников энергии - лазерной, рентгеновской, электронной, ионной, плазменной и высокочастотной (ВЧ) обработки находят все большее применение. Скоростной нагрев поверхностного слоя (ПС) детали с последующим самоохлаждением за счет теплоотвода в глубину основного металла приводит к образованию межозернистых структур с твердостью более 4000 МПа, в то время как основная масса металла остается на уровне прочности и пластичности, характерном для горячекатаного ( сырого ) состояния. [c.490]

В зависимости от режимов действия лазерного излучения производят ту или другую технологическую операцию упрочнение поверхности, отжиг, скрайбирование, переплав и наплавку, сварку, резку и размерную обработку, аморфизацию поверхности, поверхностное микрорегулирование. [c.521]

Лазерное термическое упрочнение (закалка) - это процесс, при котором тонкий поверхностный слой нагревается до температуры ниже или выше температуры фазовых превращений, а затем охлаждается со сверхвысокими скоростями за счет быстрого отвода тепла в основную массу материала. При этом происходит автозакалка материала. Градиент температуры может достичь 10 +10 К/см. Скорость лазерного нагрева составляет 10 10 К/с, иногда достигает Ю К/с. Скорость охлаждения при столь больших градиентах температуры достигает 10 10 К/с, а при определенных условиях -10 К/с. [c.521]

Представленные результаты свидетельствуют о перспективности применения специальных диэлектрических покрытий (которые после обработки легко удаляются) для упрочнения поверхностных слоев изделий любой формы, поскольку такие покрытия наносятся любым из традиционных методов, включая обычную выдержку в растворе (расплаве), а поле ионизирующего излучения, создаваемого рентгеновскими источниками, имеет много меньщую степень анизотропии пространственного распределения по сравнению с лазерным или корпускулярным. [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...