Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Для обработки материалов

Читайте также:
  1. A) программа для создания и обработки базы данных.
  2. I. Понятие МПЗ, классификация и оценка материалов.
  3. III Стат. сводка. Группировка стат. материалов. Понятие сводки и группировки
  4. IV. Методы обработки данных
  5. XIV. Особенности продажи строительных материалов и изделий
  6. А) издержки производства, т.е. затраты предприятия по поводу самого процесса производства (затраты сырья, материалов и др.)
  7. Автоматизация раскроя материалов для швейных изделий
  8. Автоматизированные системы обработки информации на транспорте
  9. Автоматизированные системы обработки информации на транспорте
  10. Авторская тематика для лекционного обработки с детьми старшего дошкольного возраста.

Параметры режима лазерного облучения, используемого

для обработки материалов

Активная среда А, мкм Режим работы Мощность, Вт v, Гц т-10 3S с
Твердотельный лазер
Рубин 0,6943 Импульсный 0,3-6
Неодимовое стекло 1,06 То же 0,5-10
Алюмоиттриевый гранат с неодимом 1,06 1,06 То же Непрерывный - 0,1-10 -
Газовый лазер
10,6 Импульсный 0,1-1000
10,6 Непрерывный - -
Аг 0,49 То же - -
Аг 0,51 То же - -
0,337 Импульсный - 0,01

 

Эффективность лазерного термоупрочнения зависит от способности материала превратить энергию лазерного излучения в тепловую. Количество поглощенной энергии зависит от отражательных свойств материала, наличия оксидных пленок, температуры и длины волны лазерного излучения. Чем меньше длина волны, тем лучше поглощается энергия. С уменьшением электрической проводимости и увеличением параметров шеро­ховатости поглощение энергии лазерного излучения увеличивается; поглощающая спо­собность материала повышается до 70 %.

Фосфатирование поверхности - наиболее эффективный способ увеличения погло­щательной способности поверхности при лазерном облучении (табл. 9.7). При лазерной закалке центр закаленной зоны имеет черно-синий цвет, а края - серый.

9.7.Влияние видов покрытия на лазерное упрочнение поверхности заготовки

из стали 40Х

Метод обработки поверхности Толщина пленки, мкм Состояние закаленной зоны металла
глубина, мм микротвердость, МПа
Фосфатирование марганцевое 8 ... 10 0,43 ... 0,5 5000 - 8000
Воронение 5 ... 10 0,35 ...0,44
Цинковый фосфат 3 ...5 0,28 ... 0,35
Аморфный фосфат 1 ...2 0,2... 0,3
Алюмохромофосфатные покрытия 50 ... 80 0,4 ... 0,45
Черное хромирование 5... 10 1 0,35 ...0,45

 

Количество таких легируемых элементов, как хром, марганец или молибден, влияет на закаливаемость; повышение микротвердости в зоне лазерного влияния наблюдается у сталей при малой дозе легирования.

Обработку непрерывным лазерным излучением ведут при определенной скорости сканирования луча по поверхности. С ростом плотности мощности и уменьшением от­носительных скоростей перемещения луча скорости охлаждения падают. В результате закаленная структура отпускается и твердость уменьшается. Максимальная твердость поверхностного слоя будет при достаточно высокой скорости охлаждения. Однако при низких скоростях перемещения луча увеличивается глубина закаленного слоя. Следова­тельно, режимы лазерной обработки оптимизируют в зависимости от требуемых функ­циональных свойств. Оптимизация режимов лазерного облучения приведена на рис. 9.19 и 9.20 для заготовок из стали 40 ХН.

 

Лазерная обработка заготовок из инструментальных сталей

Упрочнение режущего инструмента локализовано в режущих кромках, Малообъем- ность кромки затрудняет теплоотвод в материал заготовки. Оптимальный режим импульс­ной обработки достигается при облучении энергией излучения на 2 ... 3 Дж ниже Eyv. При непрерывном излучении подбирается энергия для каждой марки стали, при которой обес­печивается небольшое оплавление поверхности заготовки. Предварительная обработка поверхности лазером, энергией на 5 ... 7 Дж меньше оптимальной, улучшает равномер­ность поглощения энергии при повторном облучении. Аустенитные и ферритные стали, не обнаруживающие -фазовые переходы, не подвергаются закалке лазером.

 

Рис. 9.19. Зависимость микротвердости Нц зоны нагрева от скорости v при интенсивности излучения 3530 (кривая 7); 5080 (кривая 2); 6272 (кривая 3) и 7938 Вт/

Рис. 9.20. Зависимость глубины z упрочненного слоя от скорости обработки v при интенсивности излучения 3530 (кривая 1); 5080 (кривая 2);6272 (кривая 3) и 7938 Вт/см2 (кривая 4)

 

Лазерную закалку рекомендуется проводить в различных газовых средах (аргона, азота, углекислого газа). В одних случаях это предохраняет поверхность от обезуглеро­живания, в других, наоборот, насыщает углеродом, азотом и другими легирующими элементами.

Оптимальные режимы обработки заготовок из инструментальных стадей для лазер­ных установок серии «Квант» даны в твбл. 9.8.

При обработке фрез (из 8Х6ВФ, РФ1, Р6М5 и др.) лучом лазера их стойкость воз­растает в 1,5-2 раза; заготовки из стали Р18Ф2К8М обрабатывают при плотности энер­гии 4 Дж/мм2 и4 = 2мм (табл. 9.9).

Основные требования, предъявленные к стали для изготовления штампов, - высо­кая износостойкость, теплостойкость, ударная вязкость. Создание оптимальных свойств поверхности зависит от исходной микрогеометрии, твердости и т.д. (табл. 9.10).

Качество обработки штамповых сталей импульсным излучением можно повысить повторным облучением (табл. 9.11).

9.8.Режимы лазерной обработки на установках серии «Квант»

Материал заготовки, сталь «Квант-16» «Квант-18»
, Дж/ , Дж/ , Дж/ , Дж/
У8
У10 - - - - -
9ХС -   - - -
ХВГ
ШХ15
Х12 - - - - -
Х12М
- - - - -

9.9.Режимы облучении инструментальных сталей при коэффициенте перекрытия 0,5 и диаметре пятна луча D = 2,2 мм

Материал заготовки, сталь Н„ии, ГПа Ни, ГПа Е„зл, Дж
Р5МЗ 6,0 .. 6,5 9,0.
Р18 6,0 .. 6,5 9,0 .
Р6М5КЗ 6,0 .. 6,5 9,0 ,
МЗР6М5 6,0.. .6,5 9,0.
Р18Ф2К8М 6,0.. .6,5 9,0 .
8Х6ВФ 6,0 .. 6,5 9,0 .

 

9.10. Влияние лазерного упрочнения на микротвердость сталей У8А и Х12М

Материал заготовки, сталь Исходная твердость HRC3 Микротвердость Нд, МПа, после облучения при исходной шероховатости Ra, мкм
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4
У8 25 ... 27
У8А 45 ... 47 - -
XI2М 58 ... 60

 

9.11. Изменение микротвердости поверхности заготовки в зависимости от числа повторных облучений

Материал заготовки, сталь Нц. ГПа Число повторных облучений
У8А 6,85 7,67 8,72 8,92 9,06 9,46 10,60 7,69 9,62 8,12 9,35 8,00 9Д9 7,75 9,46
ХВГ 7,15 7,75 9,05 8,85 7,84 8,61 7,69 7,28 7,18 7,81 7Д9 7,5 7,45 7,39 7,28
Х12М 6,61 9,7 7,78 5,44 6,51 4,93 4,56 4,17 4,24 4,17 4,24 5,39 4,21 4,13

 

Примечание. В числителе — при q = 1,4 Дж/мм2, в знаменателе - при q = 1,8 Дж/мм2, где q - тепловая плотность.

 

Рекомендации для этой группы сталей сводятся к следующему,

1. Соответствующей термообработкой создать наибольшую объемную прочность поверхности с образованием сорбита с твердостью HRC3 40 ... 42.

2. На втором этапе повысить износостойкость поверхности лазерным упрочнением с плотностью энергии 1,6 ... 3 Дж/мм2. Такая обработка позволит в ряде случаев заме­нить штампы из легированных сталей на штампы из углеродистых сталей (для холодной штамповки).

Лазерная обработка заготовок из твердых сплавов. Поверхность твердого спла­ва чувствительна к плотности энергии. Существует такая оптимальная энергия Еа « Еа излучения, при которой на поверхности заготовки из твердого сплава не возникают де­фекты, приводящие к разрушению. Для всех значений энергии, расположенных между Еп и Е0, т.е, при Е0 < Е < Еа на поверхности заготовки из твердого сплава могут созда­ваться скрытые дефекты, которые не обнаруживаются визуально, но приводят к значи­тельному изнашиванию в процессе работы инструмента. Значения энергий £п и Е0 зави­сят как от содержания кобальта в сплаве, так и от величины зерна. В табл. 9.12 - 9.14 указаны значения Е0 при концентрациях кобальта 3, 6, 8, 10 и 15 % для нормального, мелкого и очень мелкого зерна. Обработку вели лучом лазера в форме круга и в форме полосы 1,5 х 12 мм.

Лазерной обработке рабочих поверхностей должно предшествовать пробное уп­рочнение нерабочих поверхностей с последующей проверкой упрочненной зоны па де­фектность при 10-кратпом увеличении- При обнаружении дефектов в виде микротрещип плотность энергии обработки необходимо уменьшить на 0,1 ... 0,2 Дж/мм2.

 


Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 10 | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2020 год. (0.031 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав