CS238433B1 - Sposob přípravy funkčných vrstiev - Google Patents

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.

Description

Vynález sa týká přípravy aktívnych povrchových vrstiev na výrobkoch z konštrukčných, špeciálnych a nástrojových materiálov, vyrobených z kovov a ich zliatin.

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.

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.

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.

Pri působení ultrazvukom v impulznom režime je doba trvania impulzu 1 až 20 ,«s a frekvencia opakovania impulzu 1 až 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.

Příklad 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.

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.

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 %.

Příklad 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.

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.

Claims (2)

1. PREDMET

   1. Sposob přípravy funkčných vrstiev na výrobkoch, vyrobených z kovov a ich zliatin, ohriatím povrchu výrobku pokrytého práškovým přídavným materiálom o vysokej tvrdosti na teplotu tavenia až vyparovania materiálu výrobku intenzívnym energetickým zdrojom, vyznačený tým, že počas integrácie intenzívneho energetického zdroja s povrchom výrobku sa posobí ultrazvukom na

   VYNÁLEZU výrobok v rozmedzí frekvencii 15 až 213 kHz v kontinuálnom alebo impulznom režime.
2. 2. Sposob přípravy funkčných vrstiev podlá bodu 1, vyznačený tým, že posobenie ultrazvuku sa uskutočňuje v impulznom režime s dobou trvanía impulzu 1 až 200 με s frekvenciou opakovania impulzov 1 až 1000 Hz.