Способ обработки изделий

между вакуумированием и напуском рабочего газа.Длительность одного импульсаТс 10 т- где Т - температура план ления, С, Т- скорость кристаллизации материала изделия, С/с.Благодаря такой длительности им" пульса плазменного воздействия поверх.10 ностный слой обрабатываемого изделия модифицируется, его эксплуатационные характеристики улучшаются за счет быстрого расплавлепюя и закалки по- средством отвода тепла от поверхност ного слоя на массу изделия по механизму электронной теплопроводности либо возгонки поверхностного слоя мате- . риала.Обработку изделий с целью улучше ния качества обрабатываемой поверхности производят количеством импульсов более одного (2-мя, 3-мя и т.д.) до тех пар, пока изделие. не будет обработано равномерно. Благодаря такой 25 обработке исключается неравномерность физико-механических свойств изделий по всей обрабатываемой поверхности, поскольку могут иметь место локальные загрязнения и т.п., которые первыми 30 импульсами плазмы ликвидируются.Экспериментально установленное 1 значение минимального предела давления внутри изоляционного корпуса, равного 1 Па, при котором и ниже которого не наблюдается эффект обработки изделий, объясняется отсутствием условий Аормирования устойчивой плазменной оболочки. В начальные, после подачи на электроды напряжения, моменты времени плазменный слой корми" руется у внутренней стенки изоляционного корпуса, где достигается наиболь" шая плотность тока, так как путь разрядного тока через эти области обес печивает наименьшую индуктивность разрядной цепиНа последующих стадиях под действием электродийамических сил происходит ускоренное движение плазменного слоя к геометрической оси изоляционного корпуса, где устанавливается оббатываемое изделие., По мере ускоренного движения плазменного слоя он увеличивает свою энергию как за счет повьппений скорости, так и за счет захвата все большего числа частиц газа, находящихся на его пути. В случае, когда начальное давление рабочего газа меньше 1 П, вовлечение нейтральных частиц в дладменную оболочкустановится не эААективным по причинеснижения их числа в раэреленном газе.В таких режимах необходимые носителиэлектрического тока вырываются изматериала изоляционного корпуса, чтоприводит к привязке плазменного слояк внутренней стенке корпуса и расходу запасенной энергии накопителя на возбуждение тяжелых примесных ионов, а не на Аормирование ускоряемой к цент ру изоляционного корпуса плазменной оболочки. Экспериментально установленное значение максимального предела давления, равного 2000 Па, при котором и выше которого не наблюдается эААект обработки иэделий, объясняется также отсутствием условий для Аормированияплазменной оболочки, движущейся к геометрической оси изоляционного корпуса, В указанном случае во всем объемеизоляционного корпуса имеется такая плотность частиц газа, которая обеспечивает в объеме изоляционного корпуса стримерные пробои, При этом неФормируется единая плазменная оболочка с тенденцией симметричного устойчивого движения к обрабатываемой детали.Экспериментально установленное зна" чение длительности одного импульса Плазмы, выше которого не наблюдается эАфект обработки изделий, равнойЬТ1 6 10объясняется отсутствием моТ,(диФицирования исходной кристаллической структуры, где Т- скорость кристаллизации. В случае импульсной плазменной обработки изделий, основанной на быстром остывании поверхностного слоя, усвоившего энергию плазменной оболочки, за счет отвода тепла на всю массу изделия по механизму электронной теплопроводности, время остывания примерно равно времени нагрева, т.е. длительности импульса. Эдйект закалки изделия наблюдается при скоростях охлаждения порядка 10 Э К/с. Для чистых металлов, йапример, скорость кристаллизации леюп в пределах10 -10 К/с, при этом температура плавления порядка 10 К. Отношение Т- , - для металлов составляет величину фгЙ 3-8 -сцаря;кд 1 О - 1) с. Теарети еск 1)ецент н еЕрд):си: - Т/ Г), дожсцс) иметь ее)сееГГ Орядкл 1 О, еО цо эксцеримецтдльцым длццым его зцлчеце близко к 1 О" . Тлкея зависимость имеет место и для сплавов, Нижний предл длительности импульсаогрдцичец возможностями пллэмоимпульсного обарудондция.Л р и м е р 1. Обработке импульсной плазмой подцергллся цилиндрический стержень, выполненный из титлцл, который рлэмосдлся в центре полости г г) 1 О тдвлялл 10 1 ж/см",;.тсГсвг Стс ц;Гпдеесл ре В 5 ллсе 16с Й с, 1 аттерх -цОСТ ОГ 1)дбатдцд ЕЕОЕГГЧ т,С)ЕЕЕ МЕХЛМЕСТО цоЛЕС)ЕЕГсостЕ ЕгГКП)ГЭс),Остн п 1)еде.Г), 500-6500 Л дс, д тс).ч",;,ицл 15 упрочцеццого слоя колеблцлсх От 5до 15 мкм.ДЛННЫЕ ЦРЕ ГРЫ ПОКЛЗИНЛЮтт.та ЭЛсчет упроисцця способд качество поНЕрХцОСтц;ОСЛЕ сдб)1)дбатКЕ Ес уХудяд" 20 .есстНерд неамер Ность с)ойстн цоеэерх-"ЦОСТЕЕ ЛЧКГДЦР 5 ЕТС 5 ЕС.ЕЕ тСЛ) ипульсон Обрдботкунеци пггь, ОбрлГотКа ИДЕЦтИЧЦОГО СтЕРжнл ПРЕтЕЛГЛСЕЕЕтспособом при числе ееееусесаеэ 1 т 1=3 ран 5НОМЕРЦО УВЕЕЕГЕЕНЕЕ: МИКРОтВЕРДОСтн.ца всех участкдх до 65 ОО")ОО 11 Пл, а 30 изоляционного цилицдрического корпуса. Плотность энергии плазменного потока состде 5 ялл 10 Лж/см, длител. - ность одного импульса ранцяллсь 1 О"-г Х 10 с, т,е, меньне значения г.=10 с, Вакуумиронацце изоляционного корпусд проводилось до давлений .2, 10, 100, 1000, 1700 Пл. После обработки стержнец Физико - механические испытания пока зали наличие упроч ценного слоя толщиной л 10 мкм, микротвердость которого н 2 рлзл ныне микротнердости ос. -новы; коррозионная стойкость повысилась н 5 рдзП р и м е р 2. Все сделано, как впримере 1, только обработку стержняпроизвели 2-мя импульсами. Результатыиспытаний показали равномерное улучшение фезико-мехаеических свойств нповерхностном слое толщиной10 мкм.Пример 3, Всесделано, клкнпримере .1, только длительность импуль-.-)са составляла 5 1 О с, т;е, мецьеиезначения й=2 с 10 с, а стержни былиизгото)Елены из стали 30 ХГСН 2 А. Послеобработки стержней Е)изико-механичес кие испытания .показали наличие упрочненного слоя толщиной 10 мкм.П р и м е р)4. Обработке импульсной плазмой по способу-прототипу подвергался стерженьизготовленный изсплава ОТ 4-1, который размещался вцентре полости изоляционного корпуса.Вакуумирование проводилось до Аорнакуума с последующим напуском газа додавления 1000 Па. Плотность энергииплазменного потока состанляла1 О Дж/см, длительность импульса равнялась 15 10 с. Поверхность обработа на полностью, но меекротвердость, которая в исходном состоянии равнялась340 кг/мм 2, колебалась в зависимостиот участков н пределах 4500-6500,МПа,а толщина упрочненного слоя колебалась от 5 до 15 мкм,Н риВ ). Г)Г;сдГа ис )у,сцОй ЛЛ эС) с ОЕГГГЛГЕГГ СС)ГСГГ н Од еэ э )л)Г. 5 : е ) : ет.с) т с э.е1цэ СЛЛ ВГ Г)Т1 ;ОТЧ Ит Е): ГсГстГ.сс н енто)е пааст эостяс ОссГ О Вс; - рцчес кого карп) с 1 е кч детрГ)е с цг.) - нодцлосе. да длнееитя с 1 ГГ) Гсд.,1 ат -ЦОСтц:ЭЦЕРГЦЦ ПсЕЕЗГЕЕНЕЕГ)ГС потаял СОв тОЛЕИиа .УПРОЧЦЕЦЦОГО СЛОЯ КО 5 ЕГХсотСЯ в пределлх 1 МЗ мкм,П р и м е р 6. Обработке импульсной пла з мой папн ер галс я керл мцес кий режущий ццстр 1 мент ВО 1(-63, которьи рлэмещался в центре поосте 1 золлхОшогокорпуса. Платность энергии плазменного потока сстлнлялл 40 Л)/см, длительцость одного импульса равнялась15 10 с, т,е. меньше значения=10 с. Блкуумирондцце изоляционногокорпуса проводилось"до давлений 2, 10,100, 1000, 1700 Па. После обработки 40 инструмента испе,тания показали наличие упрочнецного слоя толщиной10 мкм и увеличение стойкости инструментав 1,6 раза.Предложенный способ отличается отпрототипа тем, что он существенно проще, поскольку не требует ваеуумирования полости изоляционного корпуса,как минимум, до ГЕ)орвакуума, исключа"ет необходимость последующего напуска рабочего газаЕ не требует дополнительной временной синхронизации меекГувакуумированием и напуском рабочегогаза, улучшает качество обрабатьенаемой поверхности изделия. Формула и э обретения 1. Способ обработки езеелгце, нкеючающий размещеепе изделий н полосте1628539 Составитель Е.НосыреваРедактор Н.Корченко Техред И,Дндык Корректор Л.Патай Заказ 195 , Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5. Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,10 изоляционного корпуса, в торцах которого установлены электроды, вакуумирование полости корпуса, подачу напряжения на электроды и воздействие импульсной плазмой с плотностью энергии достаточной длямодификации структуры поверхности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа, вакуумирование полости корпуса произ , водят до давления 2-700 Па, а воздействие плазмой проводят при длительности одного импульса6 ТОТко где Т " температура плавления, С;оФ - скорость кристаллизации, С/с.м2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,.с целью улучше" ния качества обрабатываемой поверхности, обработку иэделий проводят Я импульсами, где КЬ 2,