Способ лазерной закалки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 23,05,89, Бюл, Р 19 (71) Брянский технологичобластиобразом,твовал на поверхно ии о расла уча и велимке и обтаки нуи отсути, что ско ) И ают а. ал 1нри роля лло О, П ельн ом з ротехнигии нааЮФ составляетного лучадиаметр лахностях тр лазе5 мм, режущей ф в .лы, 3 ующих пове /мм, днам ерхностях о кромкеил, 1 т зерного луча н 5,17 мм, 1 з,п 2 Изобретение оти к поверхност тносится к инструзводству, в частноной термообработке высококонцентриров энергии.ния - повышение изс использованием ванных источник Цель изобрет носостойкостиНа фиг. плотности1 привед энергии, ки, от у гла заострения воздействие лана режущий инструхемы обработки по предлагаемом ление лезвия;зерногомент; нлезвийспособу Аи злучения фиг,3 - с струмент н ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР институт(56) упрочнение деталей лучом лазер / ПоД редакцией В,С.1 оваленко, - Ки ев: Техника, 1981, с. 1097.Технология упрочнения разделительных штампов излучением ОКП. Информационный листок, Брянскии ЦНТИ, 1981, У 20-81.(54) СПОСОБ ЛАЗЕРНОЙ ЗАКАЛКИ(57) Изобретение относится к инструментальному производству в частности к поверхностной термообработке с использованием высококонцентрированных источников энергии. Цель изобретения - повышение износостойкости. Для этого упрочняемое лезвие инструмента,ЯО 1481259 устанавливают в дофокально фокусирующей линзы таким чтобы лазерный луч воздейс режущую кромку и рабочие образующие эту кромку. 1 ес ложения центра лазерного л чины расфокусировки на кро разующих поверхностях выб ми, чтобы обеспечить макси степень упрочнения лезвия ствии оплавления режущей к происходит щи, оотноше 1 пн стей энергии 0,7-0,95 :1 упрочнении лезвия разделит штампа из стали Х 12 с угл ния 90 для обработки элек ческой стали плотность эне Упрочняемое лезвие инструментаустанавливают в дофокальнай областифокусирующей линзы таким образом,чтобы лазерный луч воздействовал одновременно на режущую кромку и рябо"чие поверхности, образующие эту кромку, Место расположения центра лазерного луча и величины расфокусировкина кромке и образующих поверхностяхвыбирают такими, чтобы обеспечитьобработку режущего элемента инструмента с максимальчой степенью упрочнения,Плотность энергии на кромке выбирается в зависимости от угла заост 1481259рения лезвия (Жив,1 или расчитывается по формуле, полученной при обработке экспериментальных данных:О 46 с л 0,1 1 ОуОь р 0,1 с 0,09Необходимое соотношение плотно 5 стей энергии на кромке и поверхности (0,7-0,95; 1,0) достигается следующим образом, Устанавливаются зависимости, связывающие диаметр лазерного луча (Э), энергию (Е), плотность энергии (8), величину расфокусировки (ДР, фиг,2); подбирается Рп, по Пп и 8 р оПРеделЯетсЯ Р = Е; находится дР р (по П и С); опреде ляедтся П к в зависимости от Г, к = Е = Е и д к определяется ВГ к и дР кп Р кп по величине дГ., Ы к (йРкп) производится установка инструмента,Если расфокусировкой лазерного луча нельзя достичь оптимального распределения энергии по зонам режущего элемента, то необходимое соотношение энергии получают использованием светофильтра с различной по 25 зонам проницаемостью.Лазерной закалке подвергают инструмент (ножи ) для производства шпона. Кромка - прямолинейная, угол заострения лезвия 20 , Плотность энергии 30 на режущей кромке 1,4 Лж/мм , плотность энергии на поверхности 2,0 Дж/мм, что соответствует соотношению 0,7:1,0. Диаметр лазерного луча, воздействующего на поверхность, П и = 6,0 мм.При диаметре П= 6,0 мм для получения плотности энергии2,0 Дж/мм требуется энергия лазерного излучения Г и = Е = 55 Лж, 40 На используемой лазерной установке диаметр П и = 6,0 мм обеспечивается при величине ОР и = 37,8 мм. Диаметр лазерного луча, который при Р к = Е= Е:= 55 Лж, обеспечивается плотностью Р , = 1,4 Дж/мм 1 У= 6,87 мм. Определяют величину расфокусировки кромки: ЛРп ЛГ = -- Р =. 43 28 мм П и Кь ю Ркп к Рп = 5,48 мм.Лазерной закалке подвергают режущие элементы разделительного штампа,Угол заострения лезвия 90 О.8 2,0 Лж/мм; як -1,9 Дж/мм (Лиг,1при /1 = 90 ). дс,0 и = 1,9:2,0"с ф к- 32,57 мм; дР к= бР с - дГ и =1,57 мм.Испытания проводят при резании березы и электротехнической стали.Применение предлагаемого способа позволяет значительно увеличить эксплуатационную стойкость инструмента,Формула изобретения1. Способ лазерной закалки, преимущественно лезвия инструмента, включающий воздействие лазерного луча одновременно на режущую кромку и образующие ее поверхности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости, обработку осуществляют расфокусированным лазерным лучом с установкой его центра на поверхности наибольшего износа при соотношении плотности энергии на режущей кромке и плотности энергии на образующих ее поверхностях (0,7-0,95):1,02. Способ по п,1, о т л и ч а ю - щ и Й с я . тем, что для получения необходимого соотношения плотностей энергии используют светофильтр с различной проницаемостью по зонам,Пример Уголзаточкилезвия Увеличе" ние изио"состой" Иесто Фокусировки Плотность Соотноэнергиина кромке,Дж/мм" шениеплотностей кости энергии 20 1,46 Задняя поверхностьЗадняя ипередняяповерхностиНа кромке 2,0 0,7-1,0 2,0 0,95"1,0 90 1,9 1,5 Извест"ный 34 9 1 р 9 11 5 1481259Характеристики лазерной обработки Энергия, ПлотностьДж энергиииа поверхности,2еЮ М 5 ж щ55 1,438Заказ 2639/25 Тирж 531 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ул, Гагарина, 10