Способ лазерной обработки поверхности детали

 

Использование: машиностроение, восстановление изношенных поверхностей неподвижных соединений. Сущность изобретения: восстановление изношенных поверхностей производится лазерной обработкой на режимах: мощность излучения Р 1200-1500 Вт, диаМетр сфокусированного луча dn 3-4 мм, скорость обработки V06p. 20-30 мм/с, что обеспечивает рост зерна структуры обрабатываемого материала и увеличение линейных размеров детали без подвода присадочного материала. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4784468/27 (22) 22.01:90 (46) 23.05.93. Бюл. hk 19 (72) В. И, Фролов, А. В. Усанов и В. Г. Назаркин (56) Григорьянц А. Г. Основы лазерной.обработки материалов. — М.: Машиностроение, 1989, с, 250-268.

Изобретение относится к машиностроениюю, а именно к способам лазерной обработки, и может быть использовано в авторемонтном производстве для восстановления изношенных поверхностей неподвижныЯ соединений, В авторемонтном производстве известны способы восстановления изношенных поверхностей с применением механических, электрофизических и электрохимических методов обработки.

Известен способ восстановления изношенных посадочных поверхностей за счет поверхностного пластического деформирования материала детали. Но этими способами нельзя достичь требуемых свойств поверхностного слоя восстанавливаемых деталей, снижаются заданные прочностные характеристики, Наиболее близким техническим решением является способ лазерной наплавки поверхности детали, при котором происходит изменение линейных размеров детали.

„„, рЦ„„1816621 А1 (я)л В 23 Р 6/00, В 23 К 26 00. (54) СПОСОБ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ

- (57) Использование: машиностроение, восстановление изношенных поверхностей не. подвижных соединений. Сущность изобретения: восстановление изношенных поверхностей производится лазерной обработкой на режимах: мощность излучения Р = 1200 — 1500

Вт, диаметр сфокусированного луча di = 3-4 мм, скорость обработки ЧоБР. = 20-30 мм/с, что обеспечивает рост зерна структуры обрабатываемого материала и увеличение линейных размеров детали без подвода присадочного материала. 1 ил, Однако известный способ имеет следующие недостатки: повышенная энергоемкость процесса, повышенный расход материалов за счет применения дорогостоящих самофлюсующихся присадочных порошков или защитных газов.

Цель изобретения — повышение производительности труда, экономия материалов и энергии, разработка материало- и энергосберегающей технологии.

Поставленная цель достигается тем, что восстановление изношенных поверхностей происходит эа счет роста зерна структуры материала при обработке лазерным лучом на режимах: мощность излучения P = 1,2 — 1,5 кВт; диаметр луча лазера бл = 3-4 мм, и скорость его перемещения относительно детали Ч = 20 — 30 мм/с, что приводит к изменению линейных размеров детали, На чертеже представлены способы восстановления посадочных поверхностейдеталей за счет роста зерна структуры обрабатываемого материала, 1816621

Восстанавливаемая деталь с цилиндрической восстанавливаемой поверхностью устанавливается во вращатель лазерной технологической установки.

Обработку производят, вращая деталь 5 вокруг оси и перемещая относительно луча вдоль оси вращения, Для обеспечения требуемой скорости нагрева до температуры рекристаллизации зерна структуры материала, при мощности лазерного излучения P = 1200-1500 Вт и диаметре сфокусированного луча бл = 3 — 4 мм скорость обработки составляет vpsp =

=20 — 30 мм/с, При скорости менее 20 мм/с происходит расплавление обрабатываемой поверхности, а при скорости более 30 мм/с заметного роста зерна структуры не наблюдается, так как поверхностьдетали неуспевает нагреваться до температуры рекристаллизации.

Данные режимы для цилиндрических деталей обеспечиваются частотой вращения w = чокер/подру и скоростью перемещения детали относительно луча чдет = 2дл.

Среднее увеличение размеров цилинд- 25 рической детали составляет0,1-0,15мм. Лучшие результаты достигнуты при применении поглощающих покрытий для уменьшения коэффициента отражения обрабатываемой поверхности (например, алюмохромфос- 30 фатное связующее ФС вЂ” ГМ, ТУ 34.4620-78).

Сопоставимый анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что обработка изношенных поверхно- 35 стей деталей происходит на указанных режимах, обеспечивающих рост зерна структуры, обрабатываемого материала и, как следствие, изменение линейных размеров обрабатываемой детали.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

В предлагаемом решении восстановление изношенных поверхностей деталей происходит без применения присадочных материалов, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "существенные отличия".

Использование предлагаемого способа восстановления изношенных поверхностей обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества: восстановление изношенных поверхностей деталей без подвода присадочного материала, обеспечение материало-, энергоресурсосбережение в процессе восстановления; повышение производительности труда.

Формула изобретения

Способ лазерной обработки поверхности детали, заключающийся в воздействии на нее сфокусированного лазерного луча и

его перемещении по этой поверхности, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения материала и энергоемкости процесса при восстановлении деталей без применения присадочного материала, обработку осуществляют при мощности лазерного излучения

P = 1200 — 1500 Вт, диаметре луча cln = 3 — 4 MM и скорости его перемещения Vp = 20 — 30 мм/с.