CS238433B1 - A method of preparing functional layers - Google Patents
A method of preparing functional layers Download PDFInfo
- Publication number
- CS238433B1 CS238433B1 CS839291A CS929183A CS238433B1 CS 238433 B1 CS238433 B1 CS 238433B1 CS 839291 A CS839291 A CS 839291A CS 929183 A CS929183 A CS 929183A CS 238433 B1 CS238433 B1 CS 238433B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- product
- functional layers
- preparing functional
- pulse
- ultrasound
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Vynález spadá do odboru špeciálnych spósobov přípravy funkčných vrstiev na výrobkoch z konštrukčných, špeciálnych a nástrojových materiálov, vyrobených z kovov a ich zliatin. Účelom vynálezu je zlepšenie štruktúry vo funkčně] vrstvě a to tak, že nie sú pozorované nehomogenity a štruktúrne zložky majú jemnejšiu morfológiu. Uvedený účel sa dosiahne ohriatím povrchu výrobku, pokrytého práškovým materiálom o vysoké] tvrdosti, intenzívnym energetickým zdrojom na teplotu tavenia materiálu výrobku, pričom výrobok je rozkmitaný ultrazvukovou energiou v kontinuálnom alebo impulznom režime.The invention belongs to the field of special methods for preparing functional layers on products from structural, special and tool materials, made of metals and their alloys. The purpose of the invention is to improve the structure in the functional layer so that inhomogeneities are not observed and the structural components have a finer morphology. The stated purpose is achieved by heating the surface of the product, covered with a powder material of high hardness, with an intensive energy source to the melting temperature of the product material, while the product is oscillated by ultrasonic energy in a continuous or pulsed mode.
Description
Vynález sa týká přípravy aktívnych povrchových vrstiev na výrobkoch z konštrukčných, špeciálnych a nástrojových materiálov, vyrobených z kovov a ich zliatin.The invention relates to the preparation of active surface layers on products made of constructional, special and tool materials made of metals and their alloys.
Životnost súčiastky limitujú vlastnosti jej povrchovej vrstvy, ktoré aktí-v-ne odolávajú vonkajším účinkom namáhania. Výsledkom tohoto namáhania je opotrebenie. Opotrebenie je nežiadúca změna povrchu, spósobená vzájomným působením funkčných povrchov, alebo funkčného povrchu a média, ktoré opotrebenie vyvolává. Preto je potřebné, aby výrobok mal vysokú odolnost proti účinkom opotrebenia v povrchových funkčných vrstvách, pričom tieto vlastnosti nemusia byť rovnaké v celom priereze.The life of a component is limited by the properties of its surface layer, which actively withstand the external effects of stress. This stress results in wear. Wear is an undesirable surface change caused by the interaction of functional surfaces, or the functional surface and the media that the wear induces. Therefore, it is desirable for the article to have a high resistance to wear effects in the surface functional layers, and these properties need not be the same across the cross-section.
V súčasnosti sa funkčně vrstvy pripravujú působením intenzívnych energetických zdrojov, ako sú laserový lúč, elektronový lúč, elektroiskrový výboj, mikroplazma a podobné na povrch výrobkov. Povrch výrobku je pokrytý přídavným materiálom o vysokej tvrdosti, alebo je prášok přidávaný do roztaveného kúpela. Působením.intenzívnych·energetických zdrojov sa nataví prášok a povrch výrobku. Přídavný materiál sa tak dostává do kúpela. Vplyvom vysokého tepelného gradientu sa neroztaví celkom a v původnej formě ostává v stuhnotom kúpeli. Vzhíadom na svoje výborné oteruvzdorné vlastnosti, zvyšuje odolnost funkčnej vrstvy proti otěru. Nevýhodou tohoto sposobu je, že se v stuhnutom kove nachádzajú nehomogenity znižujúce oteruvzdornosť a v stuhnutom kúpeli ostává len malé množstvo přídavného materiálu vo formě prášku.At present, the functional layers are prepared by applying intense energy sources such as a laser beam, electron beam, electro-spark discharge, microplasm, and the like to the surface of the articles. The surface of the article is covered with an additive material of high hardness, or the powder is added to the molten bath. The intense energy sources melt the powder and the product surface. The filler material thus gets into the bath. Due to the high thermal gradient, it does not melt completely and remains in the solid bath in its original form. Due to its excellent abrasion resistance, it increases the wear resistance of the functional layer. The disadvantage of this method is that there are inhomogeneities in the solidified metal which reduce the wear resistance and only a small amount of powder additive material remains in the solidified bath.
Tento nedostatok odstraňuje spůsob přípravy funkčných vrstiev podta vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že počas interakcle intenzívneho energetického zdroja s povrchom výrobku sa působí na výrobok ultrazvukom v rozmedzí frekvencii 15 až 213 kHz.This drawback removes the process of preparing functional layers according to the invention, which is based on the fact that during the interaction of the intense energy source with the surface of the product, the product is sonicated in the frequency range of 15 to 213 kHz.
Pri působení ultrazvukom v impulznom režime je doba trvania impulzu 1 až 20 ,«s a frekvencia opakovania impulzu 1 až 1000 Hz.Under ultrasound in pulse mode, the pulse duration is 1 to 20 sec and the pulse repetition rate is 1 to 1000 Hz.
Spůsobom přípravy funkčných vrstiev podlá vynálezu sa zlepšuje štruktúra funkčnej vrstvy, a to tak, že nie sú pozorované nejšiu morfológiu, znižuje sa zvyškové napátie, zlepšuje sa korózna odolnost a do stuhnutého kúpela sa dostává váčšie množstvo práškového přídavného materiálu, čím sa zvyšuje tvrdosť vrstvy, oteruvzdornosť a životnost.By preparing functional layers according to the invention, the structure of the functional layer is improved by not observing the highest morphology, reducing residual stresses, improving corrosion resistance and increasing the amount of powder additive material into the solidified bath, thereby increasing the hardness of the layer, abrasion resistance and durability.
Příklad 1Example 1
Pri přípravě povrchovej funkčnej vrstvy sa působilo na povrch ocelového výrobku o chemickom zložení v hmotnostných percentách, uhlík = 0,86 %, mangán = 0,17 %, křemík = 0,19 %, chróm =4,30 °/o, volfrám = 6,25%, nikel = 0,19%, molybdén = 5,27 %, vanád = 1,92 % a zvyšok železo.In the preparation of the surface functional layer, the surface of a steel product having a chemical composition in weight percent was treated, carbon = 0.86%, manganese = 0.17%, silicon = 0.19%, chromium = 4.30 ° / o, tungsten = 6.25%, nickel = 0.19%, molybdenum = 5.27%, vanadium = 1.92%, and the remainder iron.
Působilo sa elekrónovým lúčom s nasledovnými parametrami: výkon elektronového lúča je 450 W, rýchlosť posuvu elektrónového lúča je 15 mm. s_1, priemer stopy elektronového lúča je 1 mm a poloha ohniska elektronového lúča vzhladom na povrch výrobku je 0 mm. Súčasne sa tento výrobok rozkmitá ultrazvukom v kontinuálnom režime o frekvencii 20 kHz. Ultrazvuková energia působí na výrobok po celú dobu interakcie elektronového lúča s výrobkom. Povrch výrobku bol pokrytý práškovým karbidom titanu.An electron beam with the following parameters was applied: the electron beam power was 450 W, the electron beam feed rate was 15 mm. s1 , the electron beam trace diameter is 1 mm and the electron beam focus position relative to the product surface is 0 mm. At the same time, this product is vibrated by ultrasound in continuous mode at a frequency of 20 kHz. Ultrasonic energy acts on the product throughout the interaction of the electron beam with the product. The product surface was coated with titanium carbide powder.
Pri přípravě . povrchových funkčných vrstiev elektronovým lúčom bez působenia ultrazvukové] energie sa dosiahla tvrdosť povrchu výrobku 64 HRC. Pri postupování podl'a vynálezu sa nachádzalo v povrchovej vrstvě o 15 % váčšie množstvo práškového přídavného materiálu, čo sa prejavllo zvýšením tvrdosti o 6 HRC a trvanlivosti výrobku o 10 %.In preparation. A surface hardness of the product of 64 HRC was achieved by electron beam without ultrasonic energy. In the process according to the invention, a 15% greater amount of powder add-on material was present in the surface layer, which resulted in an increase in hardness of 6 HRC and durability of the product by 10%.
Příklad 2Example 2
Pri príprave povrchovej funkčnej vrstvy sa působilo na povrch ocelového výrobku o chemickom zložení rovnakom ako v příklade 1. Působilo sa laserovým lúčom s nasledovnými parametrami: výkon je 200 W, rýchlosť posuvu laserového lúča je 5 mm. s-1, priemer stopy laserového lúča je 1 mm a poloha ohniska laserového lúča je 0 mm. Súčasne sa výrobok rozkmitá ultrazvukom v impulznom režime o frekvencii 20 kHz s dobou trvania impulzu 45 με a frekvenciou opakovania impulzov 185 Hz. Povrch výrobku bol pokrytý práškovým karbidom titanu.In the preparation of the surface functional layer, a surface of a steel product having a chemical composition as in Example 1 was treated. s -1 , the laser beam trace diameter is 1 mm and the laser beam focal position is 0 mm. At the same time, the product is vibrated by 20 kHz pulse mode ultrasound with a pulse duration of 45 με and a pulse repetition frequency of 185 Hz. The product surface was coated with titanium carbide powder.
Pri príprave povrchových aktívnych vrstiev laserom bez působenia ultrazvukovej energie sa dpsiahla tvrposť povrchu výrobku 65 HRC. Pri postupovaní podlá vynálezu sa nachádzalo v povrchovej vrstvě o 20 % váčšie množstvo práškového přídavného materiálu, čo sa prejavilo vo zvýšení životnosti výrobku o 25 °/o.In the preparation of the surface active layers by laser without ultrasonic energy, the surface hardness of the product was 65 HRC. In the process according to the invention, a 20% greater amount of powder add-on material was present in the surface layer, which resulted in an increase in the service life of the product by 25%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS839291A CS238433B1 (en) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | A method of preparing functional layers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS839291A CS238433B1 (en) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | A method of preparing functional layers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS929183A1 CS929183A1 (en) | 1985-04-16 |
| CS238433B1 true CS238433B1 (en) | 1985-11-13 |
Family
ID=5443755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS839291A CS238433B1 (en) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | A method of preparing functional layers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS238433B1 (en) |
-
1983
- 1983-12-12 CS CS839291A patent/CS238433B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS929183A1 (en) | 1985-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bartkowski et al. | Laser cladding process of Fe/WC metal matrix composite coatings on low carbon steel using Yb: YAG disk laser | |
| Sadhu et al. | A study on the influence of substrate pre-heating on mitigation of cracks in direct metal laser deposition of NiCrSiBC-60% WC ceramic coating on Inconel 718 | |
| JP3502281B2 (en) | Laser-clad pot roll sleeve and bush for galvanizing bath | |
| US4772773A (en) | Methods for preparation of overlaid amorphous alloy layers | |
| Lailatul et al. | Surface modification of duplex stainless steel with SiC preplacement using TIG torch cladding | |
| Tosun | Ni–WC coating on AISI 1010 steel using TIG: microstructure and microhardness | |
| Norhafzan et al. | Surface modification of AISI H13 tool steel by laser cladding with NiTi powder | |
| Alam et al. | Effect of process parameters on the microstructural evolutions of laser cladded 420 martensitic stainless steel | |
| RU2418074C1 (en) | Procedure for strengthening items out of metal materials for production of nano structured surface layers | |
| Krivonosova et al. | Structure formation of high-temperature alloy by plasma, laser and TIG surfacing | |
| CS238433B1 (en) | A method of preparing functional layers | |
| Nakama et al. | Some characteristics of AZ31/AZ91 dissimilar magnesium alloy deposit by friction surfacing | |
| Fatoba et al. | The influence of laser parameters on the hardness studies and surface analyses of laser alloyed stellite-6 coatings on AA 1200 Alloy: a response surface model approach | |
| Norhafzan et al. | Laser cladding process to enhanced surface properties of hot press forming die: A review | |
| Mahmoud et al. | Microstructure and wear behavior of TiC coating deposited on spheroidized graphite cast iron using laser surfacing | |
| CS238435B1 (en) | A method of preparing functional layers | |
| Tang et al. | Laser brazing of aluminum with a new filler wire AlZn13Si10Cu4 | |
| Sibisi et al. | Microstructure and microhardness characterization of Cp-Ti/SiAlON composite coatings on Ti-6Al-4V by laser cladding | |
| Ghorbani et al. | Liquid phase surface treatment of Ti-6Al-4V titanium alloy by pulsed Nd: YAG laser | |
| Long et al. | Effect of TiC addition on the microstructure and wear resistance of induction brazed nickel-based coating in air | |
| US3855447A (en) | Weld additive for electric-arc deposit welding | |
| JPH02149682A (en) | Production of aluminum alloy material having superior wear resistance | |
| CS238436B1 (en) | A method of preparing surface functional layers | |
| SU1812004A1 (en) | Method for machining cutting tool surface | |
| Balanovsky et al. | Increasing hardness of surface layer of low-carbon steel by account of plasma treatment of coating modification |