Способ термического упрочнения изделий

 

Изобретение относится к термической обработке стали концентрированными источниками энергии и может быть использовано в машиностроении при изготовлении инструмента. Цель изобретения - повышение качества изделий путем уменьшения разброса твердости по ширине закаленной зоны и увеличения глубины упрочненного слоя. Способ включает предварительную термическую обработку и последующую закалку. При этом предварительную термическую обработку осуществляют расфокусированным или сканирующим лазерным лучом мощностью в 2....5 раз ниже мощности сфокусированного луча при последующей закалке. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 21 D 1/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ.

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) . 4358086/31-02 (22) 04 . 01 . 88 (46) 07.08.89. Бюл. № 29 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения

»ЦНИИТМАШ» (72) А,Г.Юдин и Г.Н.Филимонов (53) 621 . 785. 79 (088. 8) (56) Алябьев A.ß. и др. Влияние лазерной обработки сталей с различным содержанием углерода на износостойкость в условиях фреттинга. Трение и износ. M. 1983, ¹- 4, с. 3.

Акулина Г.А, Мегетнер Б,Х. и др.

Станки и инструмент. М., 1985, ¹ 6, с. 27-29, (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к термической обработке стали концентрированными источниками энергии и может ь быть использовано в машиностроении при изготовлении инструмента.

Цель изобретения — повышение качества изделий путем уменьшения разброса твердости по ширине закаленной .зоны и увеличения глубины упрочненного слоя.

Сущность способа заключается в том, что предварительную термообработку изделия осуществляют расфокусированным или сканирующим лазерным лучом мощностью в 2 — 5 раз ниже сфокусированного луча при последующей лазерной закалке, что снижает

„„ЯО„„И98795 А 1 (57) Изобретение относится к термической обработке стали концентрированными источниками энергии и может быть использовано в машиностроении при изготовлении инструмента. Цель изобретения — повьппение качества изделий путем уменьшения разброса твердости по ширине закаленной зоны и увеличения глубины упрочненного слоя. Способ включает предварительную термическую обработку и последующую закалку. При этом предварительную термическую обработку осуществляют расфокусированным или сканирующим лазерным лучом мощностью в 2...5 раз ниже мощности сфокусированного луча при последующей закалке. 1 з.п.ф-лы, табл. разброс свойств поверхностного слоя, повышая тем самым качество изделия.

При уменьшении мощности лазерного излучения ниже 0,2 от мощности излучения при последующей лазерной закалке повьппается разброс значений твердости по ширине лазерной дорожки, а также снижается глубина закаленного слоя.

При увеличении мощности лазерного излучения выше 0,5 от мощности излучения при последующей лазерной закалке разброс значений твердости по ширине лазерной дорожки становится еще более знанительным. Глубина закаленного слоя также снижается.

1498

795

Глубина Твердость

Разброс значений

Относительная

Скорость Ширина прохож- луча, дения мм луча, м/мин образцов, HR заклеенного твердости мощность

Р

Р, слоя, мкм

4 е

Известный способ

0,6

Предлагаемый способ

56-62

52-62

56-62

59-.63

60-63

61-64, 62-64

62-64

0,6

0,6

0,7

0,7

0,7

0,8

0,8

3

1,5

1,5, 1,0

1,0

1,33

1,67

2,0

2,4

2,8

3,2

3,7

5

6 б

6

0,5

0,5

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

Способ осуществляется следующим обоаэом.

Проводят предварительную термообработку изделия лазерным лучом, а

5 затем лазерную закалку. При этом мощность лазерного луча при предварительной обработке в 2 — 5 раз ниже мощности луча при лазерной закалке.

Пример. Упрочняют согласно предлагаемому способу образцы из стали 40Х, 45, У7, У8, У9, У10.и

5XHM: Для снижения мощности лазерно" го излучения при проведении предварительной термообработки образцов увеличивают скорость прохождения лазерного луча или степень его расфокусировки.

В таблице приведены результаты исследования влияния режима предва- 20 рительной термообработки на величину твердости образцов из стали 45 и ее разброс по ширине дорожки луча, на глубину закаленного слоя, а также значения твердости образцов из той 25 же стали и глубины закаленного слоя при термическом упрочнении, проведенном согласно известному способу: улучшение + лазерная закалка.

Особенностью и преимуществом тер- 30 мического упрочнения по предлагаемому способу в сравнении с известным является высокая степень равномерности значений твердости по ширине лазерной дорожки и большая глубина (0,7-0,8) закаленного слоя. Это обусловлено тем, что, лазерную за.калку проводят без перекрытия луча, благодаря чему отсутствуют участки с пониженной твердостью из-за высокого отпуска при двойном лазерном

В воздействии. Работа без перекрытия позволяет повысить производительность обработки изделий.

Дополнительный эффект при использовании предлагаемого способа термического упрочнения заключается в отсутствии окисления металла из-за печной обработки и отсутствии необходимости проведения перед лазерной закалкой дополнительной механической обработки изделий.

Формула из о бр ет ения

1 Способ термического упрочнения изделий, преимущественно из инструментальной стали, включающий предварительную термическую обработку на улучшение и последующую закалку сфокусированным лазерным лучом с заданной мощностью, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества. изделий путем уменьшения разброса твердости по ширине закаленной зоны и увеличения глубины упрочненного слоя, предварительную термическую обработку осуществляют лазерным лучом с мощностью в 2 - 5 раз ниже мощности луча при закалке.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что понижение мощности луча при предварительной термической обработке осуществляют путем увеличения скорости его прохождения по поверхности или увеличения степени расфокусировки луча, 1498795

6 — П о олжение таблицы

Х 6

П р и м е ч а н и е. P — мощность сфокусированного лазерного луча, кВт; P — мощность лазерного луча при предварительной термообработке, кВт.

Составитель А.Кулемин

Редактор Н Тупица Техред А. Кравчук Корректор Н. Борисова

Заказ 4516/20 Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101

1i0

1,2

1,3

1,4

6

4,0

4,8

5,0

5,5

1,0

1,5

2,5

0,8 62-64

61 — 64

0,7 60-64

О, 6 58-63