Способ термоупрочнения металлических поверхностей и устройство для его осуществления

(Ь;. Ыл Фаб. 30 СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ ОРС ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт физики АН ЛитССР(54) СПОСОБ ТЕРМОУПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к поверхностной обработке материалов и может бытьиспользовано для повышения износостой, кости изделий. Цель изобретения - повышение упругости и износостойкости, Способвключает следующие операции: напылениеболее мягкого металла с меньшей температ урой плавления на более твердый металл сболее высокой температурой плавления, воздействие на обрабатываемую поверхность попеременно лазерным лучом и акустическими ударами с запаздыванием акустических ударов на упри многократном повторении этих воздействий до оплавления поверхности, При этом интервал между акустическими ударами на порядок превышает время снятия упругой деформации обрабатываемой зоны. Устройство для осуществления способа содержит матрицу 1, состоящую из расположенных в шахматном порядке световодов 2, соединенных с ОКГ 3, и пьезокерамических вибраторов 4, подсоединенных к источнику питания, пьезокерамический двигатель,О присоединенный к шарнирному держателю 6. 2 с.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.Изобретение относится к поверхностной обработке материалов и может бытьиспользовано для повышения износостойкости изделий,Цель изобретения - повышение упругости и износостойкости,Способ включает напыление более мяг, кого металла с меньшей температурой плавления на более твердый металл с более, высокой температурой плавления, воздей ствие на обрабатываемую поверхность попеременно лазерным лучом иакустическими ударами с запаздываниемакустических ударов на й при многокрэтном повторении этих воздействий до оплавления поверхности, При этом интервалмежду акустическими ударами Должен напорядок превышать время снятия упругойдеформации обрабатываемой зоны. На металлические пластины иэ стали напыляютслой меди толщиной 10-30 мкм, Воздейст, вуют излучением лазера мощностью 1 кВтъ акустическими ударами частотой 104 Гц придавлении акустических ударов 5 Н/м причастоте воздействия акустических ударов 10Гц.На фиг,1 и 2 дана схема устройства дляреализации способа.Устройство для реализации способа(фиг.1 и 2) содержит матрицу 1, состоящуюиз расположенных в шахматном порядкесветоводов 2, соединенных с ОКГ 3,и пьеэокерамических вибраторов 4, подсоединенных к источнику питания (не показан),пьеэокерамический двигатель 5, подсоединенный к шарнирному держателю 6.Устройство работает следующим образом.ОКГ 3 непрерывного действия генерирует лазерное излучение, которое через световоды 2, находящиеся в матрице 1,поступает на обрабатываемую металлическую поверхность 7, 8 матрице 2 находящиеся также пьезокерамические вибраторы 4генерируют акустические удары, воздействующие на поверхность 7, Для перемещения зон лазерного и акустическоговоздействия матрица при помощи пьезокерамического двигателя 5 передвигается погоризонтали. Кратность обработки каждойотдельной зоны определяется свойствамиповерхности и обобщенно характеризуетсярасплавлением напыленного на поверхность детали мягкого металла.В процессе трансформации кристаллической структуры обрабатываемой металлической поверхности вследствие лазерноготермовоздействия возникают существен 5 15 20 25 30 ные локальные натяжения, что делает закаленную поверхность хрупкой и неустойчивой к механическим воздействиям. Для преодоления этого недостатка лазерное и акустическое воздействие на обрабатываемую металлическую поверхность производится в шахматном порядке (фиг.2). Этопозволяет проводить смещение вновь образовавшейся кристаллической структуры, что способствует упорядочению кристаллов и, тем самым, исключает внутриструктурныенапряжения, Этот процесс интенсифицируется тем, что шахматное воздействие лазерным излучением и акустическими ударами перемещается по горизонтали. При этом непрерывно меняется зона и характер воздействия на металлическую поверхность, что существенно увеличивает динамичность процесса упорядочения кристаллической структуры эакаливаемой металлической поверхности.Упругость оценивают по повышению модуля Юнга при обработке стали, Износостойкость - на испытаниях при вращательном трении гладких образцов в течение 10 мин с вдувом пыли. Вибрацию к пластине подводят от вибраторов с противоположными фазами при частоте 100 Гц,Формула изобретения 1, Способ термоупрочнения металлических поверхностей, включающий нанесениена основу покрытия из металла с температурой плавления ниже температуры плавления основы и расплавление его лазернымлучом, отл ича ю щи йс я тем, что, с цельюповышения упругости и износостойкости, расплавлению подвергают локальный участок, который затем перемещают и подвергают акустическому воздействию с частотой, на порядок превышаюшей время исчеэно вения упругой деформации, при этом рас-.плавление и акустическое воздействие осуществляют многократно до обработкивсей поверхности, а перемещение проводят с частотой, не превышающей времени исчезновения упругой деформации.2. Устройство для термоупрочнения металлических поверхностей, содержащее оптический квантовый генератор ифокусирущую линзу, о т л и ч а ю щ е е с я 50 тем, что оно снабжено матрицей, соединенной через пьеэокерамический двигатель го.ризонтально-поступательного движения к шарнирному держателю и состоящей из шахматно расположенных световодов, соединенных с оптическим квантовым генератором и пьезокерамическим вибратором, соединенных с источником питания.1693090 едактор О.Го и ГКНТ СССР 03. водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гага Заказ 4053 ВНИИПИ Гос оставитель В. Муравьева хред М.Моргенгал Корректор В, Гирняк Тираж Подписное .ственного комитета по изобретениям и открытиям 313035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5