Способ оплавления поверхности детали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 79970 5)5 В 23 К 15/О ИСАН БРЕТЕ АВТОРСКОМУ СВ ЬСТВУ ии институт организации в, Н.Н.Екин Электронно-лучева иностроение, 1980 лучевое оп в вакууме яют оплав ри котором луч с высо вакууме и где Р - мощность луносится к способам обработки, а именно коплавлению поверхме, и может быть исОстроении. О1 авляем я -увеличение чис ель достигаения поверхный электроперемещаюЛИ, МОЩНОСстанавлива ется тем, что ности детанный луч с т в вакууме ть злектронЮт ИСХОДЯ из тгс ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-исследовательск авиационной технологии ипроизводства(54) СПОСОБ ОПЛАВЛЕНИЯ ПОВЕРХ СТИ ДЕТАЛИ(57) Использование: электроннолавление поверхностей деталей Сущность изобретения: выполн ление поверхности детали, и сфокусированный электронный кой скоростью перемещают в Изобретение отэлектронно-лучевойэлектронно-лучевомуности деталей в вакуупользовано в машинЦельизобретениповерхности деталиПоставленная цпо способу оплавллей, сфокусированвысокой скоростьюпо поверхности детаного луча при этом усоотношенияР А ф В 1(Вт 2поверхности детали с односторонним прерывистым формированием эон оплавления за счет колебания электронного луча поперек направления перемещения детали (пушки), При этом мощность электронного луча устанавливают исходя иэ соотношения Р = А ф В 1(Вт), где Р - мощность луча, Вт; 1- частота колебаний электронного луча, 1/с, определяемая как -3 Чх(1/с). где Чх - скорость перемещения детали (пушки), мм/с; В - ширина оплавляемой поверхности, мм; ф- коэффициент, отражающий теплофизические характеристики материала детали, ф = См Тпл + Ьл. где Сч - удельная теплоемкость, кал/г град; Тпл - температура плавления, град: Ьл - скрытая теплота плав- й ления, кал/г; А - коэффициент пропорциональности, равный 1,8 - 1,9 10, Вт г с кал мм. ча, Вт; баний электронного лу ая как 1 = ЗЧХ 1/с), гдемещения детали (пуш р пл ои поверхности, мм;ф - коэффициент, отражающий тепло- физические характеристики материала детали; ф = См Тпл+ 1.пл, где См - удельная теплоемкость, кал/г град; Тпл - температура плавления, град; Ьл - скрытая теплота плавления, кал/г;А - коэффициент пропорциональности, равный (1,8 - 1.9) 10, В кал . мм .На чертеже схематически показано осуществление способа.Электронный луч с неизменными параметрами ускоряющего напряжения Обыск итока Фокусирующей линзы направляют перпендикулярно относительного перемещения изделия, при этом перемещение луча Члсоздается путем подачи в отклоняющую систему пилообразных колебаний от генератора, Для обеспечения высокого качестватонкослойного оплавления поверхностимощность электронного луча устанавливают в зависимости от частоты колебаний луча, скорости перемещения изделия итеплофизических характеристик оплавляемого материала исходя из вышеприведенного соотношения.Установленное экспериментально соотношение включает в себя параметры луча ифизические характеристики материала, которые в условиях высокоскоростного перемещения электронного луча ( 1 м/с)определяют введение необходимого количества энергии электронного луча для обеспечения оплавления материала на глубину5-20 мк,Превышение значения мощности луча,. определенного из вышеприведенного соотношения, приводит к образованию огрубления оплавленной поверхности, э меньшиезначения мощности луча - к образованиюнеоплавленных участков (см. таблицу).В ходе эксперимента было установленоустойчивое качественное оплавление тонкого слоя (порядка 5-20 мк). выполненное призначении мощности луча, определенной извышеприведенного соотношения.П р и м е р. По предложенному способупроводили оплавление поверхностей плоских деталей из титанового сплава ВТбч,алюминиевого сплава 1201, сталиЗОХГСН 2 МФА. Оплавление производили нэустановке ЭЛУМ. Управление отклонением электронного луча осуществляли по программе генератора сигналов специальнойФормы. Ускоряющее напряжение составляло 60 кВ, ток фокусировки 75 мА при рабочем расстоянии 110 - 120 мм, скорость перемещения изделия (продольного) 20 мм/с,частота колебаний луча 60.Гц. Мощностьэлектронного луча определяли исходя из вы 5 шеприведенного соотношения. Результатыопределения чистоты поверхности показали (см. таблицу), что оплавленная поверхность имеет шероховатость й = 0,53-0,72мкм.10 Использование изобретения обеспечивает следующие преимущества по сравнению с прототипом:а) повышение класса чистоты поверхности детали;15 б) увеличение срока службы детали до15 о в) снижение себестоимости изготовления деталиФормула изобретения20 Способ оплавления поверхности детали, при котором электронный луч с высокойскоростью перемещают в вакууме по поверхности детали, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения чистоты поверхно 25 сти детали, электронной пушке сообщаютпилообразные колебания поперек направления обработки, э ток сварки включают приперемещении луча в одном направлении,при этом мощность луча устанавливают в30 соответствии с соотношениемР = А /.В 1(Вт),где Р - мощность луча, Вт;- частота колебаний электронного луча, 1/с, определяемая как 1 = ЗЧ(1/с), где35 Чх - скорость перемещения детали (пушки),мм/с;В - ширина оплэвляемой поверхности,мм;р- коэффициент, отражающий тепло 40 Физические характеристики материала детали; ф- См Тпл + Ьл, где См - удельнаятеплоемкость, кал/г.град.; Тпл - температура плавления, град,; 1 пл - скрытая теплотаплавления, кал/г;45 А - коэффициент пропорциональности,равный 1,8-1,9 10(Вт г с калмм ).1799703Составитель Н, Евграфов едактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор Н, Гуньк кэз 1128 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 415Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101