RU2537429C2 - Способ лазерного упрочнения плоской заготовки - Google Patents
Способ лазерного упрочнения плоской заготовки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537429C2 RU2537429C2 RU2011123034/02A RU2011123034A RU2537429C2 RU 2537429 C2 RU2537429 C2 RU 2537429C2 RU 2011123034/02 A RU2011123034/02 A RU 2011123034/02A RU 2011123034 A RU2011123034 A RU 2011123034A RU 2537429 C2 RU2537429 C2 RU 2537429C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- subsurface layer
- viscous
- hardening
- depth
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005552 hardfacing Methods 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу лазерного упрочнения плоской заготовки и может быть использовано для формирования поверхностных слоев материалов путем термообработки. Способ включает воздействие на обрабатываемую поверхность заготовки лазерным лучом с получением закаленного подповерхностного слоя. Одновременно с воздействием лазерным лучом на заданные участки заготовки подают поток охлаждающей среды с формированием незакаленного вязкого подповерхностного слоя, заданную глубину залегания которого регулируют объемом подаваемой охлаждающей среды. В результате получают заготовку с заданной глубиной залегания вязкого подповерхностного слоя материала, что повышает ее эксплуатационные свойства. 1 ил., 1 пр.
Description
Предлагаемый способ относится к области машиностроения и может быть использован для формирования поверхностных слоев материалов путем термообработки.
Известен способ поверхностной закалки стали [1, стр.289], осуществляемый, например, высокочастотными импульсами тока с регулируемой глубиной слоя за счет изменения частоты импульсов.
К недостаткам способа относится отсутствие возможности получения в подповерхностном слое вязкого материала.
Известен способ термической обработки материалов [2, стр.6], заключающийся в воздействии лучом лазера, обеспечивающим наибольшую температуру нагрева поверхностного слоя, который при закалке имеет наибольшую твердость.
К недостаткам способа относится неуправляемое повышение твердости подповерхностного слоя материала в зоне облучения.
Наиболее близким к заявленному является способ упрочнения поверхностного слоя сталей [3], заключающийся в воздействии на обрабатываемую поверхность лазерным лучом с получением упрочненного и смягченного слоя.
К недостаткам способа относится отсутствие возможности регулирования глубины залегания вязкого материала, учитывающего условия работы детали в узлах с высоким контактным давлением.
Изобретение направлено на регулирование глубины упрочнения поверхностного слоя с получением заданной глубины залегания вязкого подповерхностного слоя материала, учитывающего требования к эксплуатации изделия, подвергаемого упрочнению.
Это достигаемся тем, что на облучаемую поверхность подают прозрачную для луча охлаждающую среду, количество которой регулируют пропорционально глубине вязкого подповерхностного слоя, не требующего закалки.
Схема осуществления способа приведена на фигуре 1. На материал (например, углеродистая сталь) заготовки 1 подают луч 2 лазера, который производит закалку поверхностного слоя 3. В зону закалки 4 заготовки 1 подают через насадку 5 поток охлаждающей среды 6, например охлажденной углекислоты. Степенью охлаждения слоя 3 управляют через заслонку 7 регулятором 8. В результате на поверхностном слое 3 образуется незакаленный слой 9.
Способ осуществляют в следующей последовательности. Назначают участки заготовки 1, на которых необходимо получить закалку с сохранением вязкого поверхностного слоя 9. Рассчитывают по [2] интенсивность луча 2 и находят скорость его перемещения по слою 9, расход среды 6. Назначают режимы обработки. Подают луч 2 и одновременно - среду 6 в объеме, регулируемом заслонкой 7 от регулятора. Под действием луча 2 и среды 6 на закаленном слое 3 заготовки 1 образуется незакаленный слой 9, обладающий повышенной вязкостью. Луч (или заготовку 1) перемещают вдоль обрабатываемой поверхности со скоростью, обеспечивающей присутствие пятна от луча в течение времени термообработки.
Пример осуществления способа. На лазерной установке с непрерывным излучением по схеме на фигуре 1 упрочняют поверхностный слой плоской заготовки из стали У8А с микротвердостью 3200-3500 МПа.
Плотность мощности излучения составляет 4,8·104 Вт/см2, фокусировка луча ⌀ 3 мм.
Охлаждающая среда - углекислота, подаваемая в зону фокусировки луча из баллона с «сухим льдом» при давлении 0,2 МПа. Скорость перемещения луча вдоль поверхности заготовки 200 мм/мин.
Результаты обработки:
Микротвердость поверхностного слоя (4-4,2)·103 МПа, глубина слоя 18-20 мкм. Микротвердость зоны закалки (7-8)·103 МПа на глубину 300-400 мкм.
Испытания упрочненных пластин на специальной установке при сжатии до 100 МПа не выявили «схватывания» контактных участков и нарушения поверхностного слоя.
Источники информации
1. Справочник металлиста. В 5 т. Т 2 / Под ред. А.Г. Рахштадта и В.А. Брострема. М.: Машиностроение, 1976. - 720 с.
2. Коваленко B.C. Обработка материалов импульсным излучением лазеров. Киев: Выща шк., 1977. - 144 с.
3. Патент Японии JP 2010012570.
Claims (1)
- Способ лазерного упрочнения плоской заготовки, включающий воздействие на обрабатываемую поверхность заготовки лазерным лучом с получением закаленного подповерхностного слоя, отличающийся тем, что одновременно с воздействием лазерным лучом на заданные участки заготовки подают поток охлаждающей среды с формированием незакаленного вязкого подповерхностного слоя, заданную глубину залегания которого регулируют объемом подаваемой охлаждающей среды.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011123034/02A RU2537429C2 (ru) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Способ лазерного упрочнения плоской заготовки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011123034/02A RU2537429C2 (ru) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Способ лазерного упрочнения плоской заготовки |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011123034A RU2011123034A (ru) | 2012-12-20 |
| RU2537429C2 true RU2537429C2 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=49256221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011123034/02A RU2537429C2 (ru) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Способ лазерного упрочнения плоской заготовки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2537429C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688786C2 (ru) * | 2017-09-25 | 2019-05-22 | ФГБОУ ВО "Керченский государственный морской технологический университет" | Способ повышения трещиностойкости толстолистового проката |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1617007A1 (ru) * | 1989-01-24 | 1990-12-30 | Мгту Им.Н.Э.Баумана | Способ термической обработки деталей |
| RU2201975C2 (ru) * | 2001-06-09 | 2003-04-10 | Петербургский государственный университет путей сообщения | Установка для упрочнения колес железнодорожного транспорта |
| JP2010012570A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Jtekt Corp | 油溝形成方法 |
-
2011
- 2011-06-07 RU RU2011123034/02A patent/RU2537429C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1617007A1 (ru) * | 1989-01-24 | 1990-12-30 | Мгту Им.Н.Э.Баумана | Способ термической обработки деталей |
| RU2201975C2 (ru) * | 2001-06-09 | 2003-04-10 | Петербургский государственный университет путей сообщения | Установка для упрочнения колес железнодорожного транспорта |
| JP2010012570A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Jtekt Corp | 油溝形成方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688786C2 (ru) * | 2017-09-25 | 2019-05-22 | ФГБОУ ВО "Керченский государственный морской технологический университет" | Способ повышения трещиностойкости толстолистового проката |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011123034A (ru) | 2012-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1228460C (zh) | 通过激光硬化进行金属的成型 | |
| RU2445378C2 (ru) | Способ получения износостойкой поверхности металлов и их сплавов (варианты) | |
| Gomez-Rosas et al. | Laser Shock Processing of 6061-T6 Al alloy with 1064 nm and 532 nm wavelengths | |
| KR20100057513A (ko) | 물질을 고-에너지 방사선으로 가공하는 방법 | |
| Wan et al. | CO2 laser beam modulating for surface texturing machining | |
| JP2005212364A5 (ru) | ||
| RU2537429C2 (ru) | Способ лазерного упрочнения плоской заготовки | |
| TW201815501A (zh) | 金屬成形體的粗面化方法 | |
| Shin et al. | Laser surface hardening of S45C medium carbon steel using ND: YAG laser with a continuous wave | |
| Jong-Do et al. | Laser transformation hardening on rod-shaped carbon steel by Gaussian beam | |
| RU2522919C1 (ru) | Способ формирования микроструктурированного слоя нитрида титана | |
| CN114085957A (zh) | 一种机器人跟进式激光淬火方法 | |
| RU2618013C1 (ru) | Способ лазерной наплавки металлических покрытий | |
| Gabdrakhmanov et al. | Increasing efficiency of the laser action to materials | |
| RU2641444C2 (ru) | Способ механической обработки стальной заготовки с дроблением стружки | |
| Tokarev et al. | Laser-plasma treatment of structural steel | |
| RU2684176C2 (ru) | Способ лазерного упрочнения поверхности деталей | |
| RU2703768C1 (ru) | Способ лазерной закалки стали при широкой дорожке упрочнения | |
| DE4123577A1 (de) | Verfahren zur laserhaertung von bauteilen | |
| KR102074737B1 (ko) | 레이저 스팟 빔을 이용한 절단 장치 | |
| RU2640516C1 (ru) | Способ лазерного упрочнения полой металлической заготовки | |
| Fauzun et al. | Design of laser melting of tool steel for surface integrity enhancement | |
| Лесик et al. | STUDY OF MICROSTRUCTURE AND MICROHARDNESS OF THE OVERLAPPING ZONE IN LASER TRANSFORMATION HARDENING OF AISI 1045 AND AISI D2 STEELS | |
| EA023676B1 (ru) | Способ поверхностного упрочнения металлических изделий перемещающимся лазерным лучом | |
| Abrakhin et al. | Effect of laser radiation parameters on surface modification of critical engineering part |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141018 |