Способ поверхностной лучевой термообработки Советский патент 1991 года по МПК C21D1/09 

Изобретение относится к поверхностной термической обработке, в частности к упрочнению поверхностей деталей машин с помощью лазерной обработки.

Цель изобретения - повышение качества поверхности за счет улучшения однородности обработки.

Достижение цели изобретения иллюстрируется примерами, приведенными в таблице.

Обрабатываемую деталь крепят на известном устройстве - однокоординатном рабочем столе, обеспечивающем линейное перемещение детали.

Лазерный луч постоянной мощности фокусируют на обрабатываемой поверхности детали с помощью оптического тракта.

обеспечивающего перемещение луча поперек направления перемещения обрабатываемой детали. При этом перемещение луча по поверхности движущейся линейно детали происходит внутри пятна прямоугольной формы. Задавая приводам рабочего стола и оптического сканатора законы движения этих элементов вдоль взаимно перпендикулярных осей, обеспечивают перемещение греющего лазерного луча вдоль одной из этих координатных осей с нарастанием скорости от середины прямоугольного пятна засветки в направлении его границ.

Перемещение луча под одной из координат осуществляют так, что скорость движения вдоль этой координаты постоянна, а

О 00

о

VI

00

перемещение луча вдоль другой координаты ведут с нарастанием скорости от середи- ны пятна засветки к его границам с соблюдением условия

1 + k 00 const

V1 (X) COnST

где k(X) - степень перекрытия соседних дорожек засветки с общей вершиной на границе пятна засветки;

vi(X)- переменная скорость движения луча вдоль координаты.

Образцы из Ст 45 размером 30x60x150 мм со шлифованной поверхностью подвергают лазерной термообработке с использованием лазера мощностью излучения 600 Вт. Диаметр сфокусированного луча на детали 3 мм, интенсивность падающего излучения 8 кВт/см2. Ширина обрабатываемой полосы 10 мм. Скорость движения детали 3-6 cfa/c. Скорость v(X) движения луча вдоль координаты (X) со- ставляет в центре 1,5-2,5 м/с, а на краях увеличивается вдвое.

0

5

0

Используют режим многократного прохода луча по каждой дорожке вдоль (X) с перекрытием 60-90%.

Формула изобретения

Способ поверхностной лучевой термообработки, включающий нагрев поверхностного слоя лучевым источником энергии с перемещением луча постоянной мощности по двум взаимно ортогональным координатам, отличающийся тем, что, с целью повышения качества поверхности за счет улучшения однородности обработки, перемещение луча вдоль одной из координат ведут с нарастанием скорости от середины пятна засветки к его границам с соблюдением условия

1+k(X)

vi 00

где vi(X) - переменная скорость движения пуча вдоль координаты X, см/с;

к(Х) - степень перекрытия соседних дорожек засветки с общей вершиной на границе пятна засветки.

const.

Изобретение относится к поверхностной термической обработке, в частности к упрочнению поверхностей деталей машин с помощью лазерной обработки. Цель изобретения - повышение качества поверхности за счет улучшения однородности обработки. Образцы из Ст 45 со шлифованной поверхностью подвергают лазерной термообработке. Диаметр луча на детали 3 мм, интенсивность падающего излучения 8 кВт/см2. Ширина обрабатываемой зоны 10 мм. Скорость движения детали 3-6 см/с. Скорость движения луча в направлении, перпендикулярном движению детали, составляет в центре 1,5-2,5 м/с, к краям зоны увеличивается вдвое, при этом соблюдается условие нарастания скорости -TTTVk const .1 табл. 1 ( t/ С

Критерий качества поверхности

Предлагаемый способ

Структура

Толщина закаленного слоя, мм

Шероховатость

Известный способ

Неоднородная с оплавлением на границах зоны

0,5 в центре,

1,0 на границах

В зонах оплавления

100 мкм