PL168467B1 - Sposób oczyszczania powierzchni metali, zwlaszcza przeznaczonych do pokrywania PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób oczyszczania powierzchni metali, zwlaszcza przeznaczonych do pokrywania, pole- gajacy na napromieniowywaniu przeznaczonej do pokrywania metalowej powierzchni promieniowa- niem laserowym, znamienny tym, ze napromieniowywuje sie metalowa powierzchnie najpierw promieniowaniem lasera neodym-YAG, a nastepnie CO2. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania powierzchni metali, zwłaszcza przeznaczonych do pokrywania.

Dotyczy on w szczególności metali pokrywanych warstwą materiału mającego właściwości wysokiej twardości i odporności na zużycie, na przykład azotkiem tytanu lub węgl loazotkiem tytanu. Ta pokrywająca warstwa zwykle ma grubość pomiędzy 1 i 4 pm i twardość pomiędzy 2,300 i 3,200 HV. Może ona być nakładana różnymi technikami, na przykład poprzez fizyczne osadzania gazowe /PVD/.

Stale szybkotnące, stale do pracy na gorąco i na zimno, podgrzewane trzykrotnie do maksymalnej temperatury wtórnego odpuszczania, są przykładami metali, które mogą być pokrywane w sposób wskazany powyżej.

W celu zapewnienia powodzenia oczyszczania przed pokrywaniem, jakkolwiek jest ono przeprowadzane, ważne jest aby powierzchnia metalu do pookywania była doskonale czysta i regularna. W tym celu, w stanie techniki, części do pokrywania są wcześnijć dokładnie gładzone, na przykład poprzez szlifowanie lub wydmuchiwanie, a następnie są poddawane szeregowi płukań odpowiednimi rozpuszczalnikami, w odpowiednio dobranych ζόίοτη^θ,Η, w celu usunięcia obecnych na powierzchni zanieczyszczeń.

Znany jest z opisu patentowego EP nr 276 461 sposób oczyszczania powierzchni, w którym naświetla się powierzchnię promieniowaniem laserowym wybranego typu.

Napromieniowanie powierzchni laserem jednego typu nie zapewnia dostatecznego stopnia oczyszczenia powierzchni. Stosowanie na przykład silnego promieniowania powoduje nadtopienie pików powierzchni bez usunięcia zanieczyszczeń. Zanieczyszczenia wtapiają się w warstwę wierzchnią i powodują później brak przyczepności nakładanej powłoki.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie szybszego i bardziej efektywnego, niż znane, sposobu oczyszczania powierzchni metali, przeznaczonych do pokrywania warstwą materiału mającego właściwości zwiększonej twardości i odporności na zużycie.

Według wynalazku sposób oczyszczania powierzchni metali, zwłaszcza przeznaczonych do pokrywania, polegający na tym, że przeznaczoną do pokrywania metalową powierzchnię

168 467 napromieniowywuje się promieniowaniem laserowym, charakteryzuje się tym, że napromieniowywuje się metalową powierzchnię najpierw promieniowaniem lasera neodym-YAG, a następnie lasera CO₂·

Korzystnie napromieniowywanie oczyszczanej powierzchni laserem meodym-YAG prowadzi 2 się z energią pomiędzy 500 i 3000 W/cm i z szybkością poprzecznego przesuwu laserem neodym-YAG po powierzchni pomiędzy 0,05 i 0,1 m/min, zaś napromieniowywanie oczyszczanej powierzchni laserem CO₂ prowadzi się z energią pomiędzy 5000 i 25000 W/cni i z szybkością poprzecznego przesuwu lasera CO2 po powierzchni pomiędzy 0,1 i 1,1 m/min.

Korzystnie napromiemiowywuje się powierzchnię metalu kierując wiązkę laserową pod kątem prostym na oczyszczaną powierzchnię metalu.

Korzystnie napromieniowywanie prowadzi się w próżni.

Dzięki prowadzeniu oczyszczania najpierw za pomocą lasera neodym-YAG a następnie laserem CO₂ uzyskuje się doskonale oczyszczoną powierzchnię. Promieniowanie neodym-YAG powoduje sublimację zanieczyszczeń, zaś promieniowanie CO₂, które jest silniejsze, topi wszelkie nierówności na części metalowej, wygładzając powierzchnię.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schematycznie widok urządzenia dd oczyczczznia powieerchhi. metali' sposobem według wynalazku, w częściowym przekroju.

Urządzenie do oczyszczania powierzchni metalowej części 9, przeznaczonej do pokrywania warstwą materiału mającego właściwości zwiększonej twardości i odporności na zużycie, na przykład azotkiem tytanu lub węgloazotkiem tytanu, zawiera pierwszy laser neodym-YAG 2 i drugi laser CO2 4 do emitowania wiązki 5 promieniowania laserowego.

Urządzenie zawiera ponadto 5-yseowy robot 6 znanego typu do podtrzymywania głowicy 8, przez którą jest wyprowadzana wiązka 5 promieniowania laserowego, zespół dostawczy 10 do dostarczania części 9 przeznaczonych do oczyszczania, stół roboczy 1 i układ luster do prowadzenia wiązki 5 promieniowania laserowego od zespołów emitujących 2, 4 do części 9 poprzez głowicę 8. Bardziej szczegółowo układ ten zawiera utwierdzone, nieruchome lustra 12 i nastawne lustro 14 do odbijania selektywnie wiązki 5 promieniowania od pierwszego lasera 2 lub drugiego lasera 4 do głowicy 8 zamontowanej na robocie 6. Komputer 18, nadzorujący proces, steruje ruchami robota 6 i promieniowaniem laserów pierwszego 2 i drugiego 4.

Sposób oczyszczania powierzchni metalowej części 9 jest następujący: Obrabianą część 9 dostarcza się z zespołu dostawczego 10 na stół roboczo 1 i uruchamia się pierwszy laser neodym-YAG 2, a nastawne lustro 14 obraca się o 90° oo pooDZżona pΓzcdstawionego na rysunku tak, że odbija ono wiązkę 5 promieniowania od pierwszego lasera 2. Za pomocą robota 6 wykonuje się odpowiednie ruchy pierwszym laserem 2 tak, że całą powierzchnię części 9 naprymieniywuje się energią pomiędzy 500 i 3000 W/cm , zgodnie z typem materiału, który ma być obrabiany. Pierwszy laser 2 przesuwa się po powierzchni części 9 z prędkością poprzecznego przesuwu pomiędzy 0,05 i 0,1 m/min. Wiązkę 5 kieruje się na obrabianą powierzchnię pod kątem wynoszącym 90°. Tak więc zanieczyszczenia powierzchni, takie jak pozostałości ścierniwa z procesu wygładzania, warstwy tlenków, białe pozostałości z procesów elektro-erozyjnych, pozostałości organiczne i podobne, są doprowadzane do sublimacji.

Następnie obraca się nastawne lustro 14 do położenia przedstawionego na rysunku i uruchamia się drugi laser CO2 4. Przy odpowiednich ruchach robota 6, całą powierzchnię części 9 znowu naorymiemiowywuje się energią pomiędzy 5000 i 25000 W/cm i przy szybkości poprzecznego przesuwu drugiego lasera 4 po powierzchni części 9 pomiędzy 0,1 i 1,1 m/min. Wiązkę 5 promieniowania laserowego kieruje się na część 9 pod kątem równym 90°.

Promieniowanie drugiego lasera CO2 2, które ma większą energię niż użyte wcześniej, wyrównuje powierzchnię części 9 poprzez topienie pików powodujących chropowatość. Oczyszczona część 9 jest więc gotowa do operacji pokrywania powierzchni, która będzie w kolejności prowadzona za pomocą znanych technik.

Oczywiście przy zachowaniu tej samej zasady wynalazku jego formy przykładów wykonania mogą być zmieniane w szerokim zakresie w odniesieniu do tego, co opisano i przedsta168 467 wiono bez odchodzenia od jego istoty. Na przykład napromieniowywanie laserowe może być dokonywane w próżni w taki sposób, że ułatwia to usuwanie materiału z oczyszczanej powierzchni .

ίΤΓΊ
k
1,^	Ł... a

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób oczyszczania powierzchni metali, zwłaszcza przeznaczonych do pokrywania, polegający na napromieniowywaniu przeznaczonej do pokrywania metalowej powierzchni promieniowaniem laserowym, znamienny tym, że napromieniowywuje się metalową powierzchnię najpierw promieniowaniem lasera neodym-YAG, a następnie CO₂.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że napromieniowywanie oczy2 szczanej powierzchni laserem neodym-YAG prowadzi się z energią pomiędzy 500 i 3000 W/cm i z szybkością poprzecznego przesuwu lasera neodym-YAG po powierzchni pomiędzy 0,05 i 0,1 m/min, zaś napromieniowywanie oczyszczanej powierzchni laserem CO, prowadzi się z

   2 l energią pomiędzy 5000 i 25000 W/cm i z szybkością poprzecznego przesuwu lasera CO, po powierzchni pomiędzy 0,1 i 1,1 m/min.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że napromieniowywuje się powierzchnię metalu kierując wiązkę laserową pod kątem prostym na oczyszczaną powierzchnię metalu.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że napromieniowywanie prowadzi się w próżni.