CS238435B1 - Sposob přípravy funkčných vrstiev - Google Patents

Description

Vynález spadá do odboru špeciálnych spQsoboch přípravy funkčných vrstiev na výrobkoeh z konštrukčných, špeciálnych a nástrojových materiálov, vyrobených z kovov a ich zliatin. Účelom vynálezu je zlepšenie štruktúry vo funkčnej vrstvě a to tak, že nie sú pozorované, nehomogenity a štruktúrne zložky majú jemnejšiu morfológiu. Uvedený účel sa dosiahne ohrlatím povrchu výrobku intenzívnym energetickým zdrojom na teplotu tavenia materiálu výrobku, pričom výrobok je rozkmitaný ultrazvukovou energiou v kontinuálnem alebo impulznom režime. 238435 238435

Vynález sa týká přípravy aktívnych funkčných vrstiev na výrobkoch z konštrukčných, špeciálnych a nástrojových materiálov vyrobených z kovov a ich zliatin. Životnost súčiastky limitujú vlastnosti jej povrchovej vrstvy, ktoré aktivně odolávajú vonkajším účinkom namáhania. Výsledkom tohoto namáhania je opotrebenie. Opotrebenie je nežiadúca změna povrchu, sposobená vzájomným posobením 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 byt rovnaké v celom priereze. V súčasnosti sa funkčně vrstvy pripravujú posobením intenzívnych energetických zdrojov, ako sú laserový lúč, elektronový lúč, elektroiskrový -výboj, mikroplazma a podobné na povrch výrobkov. Působením týchto zdrojov sa výrobok ohřeje vysokou rýchlosťou, dosiahne teplotu tavenia, roztaví sa a následné rýchlo ochladne. V miestach interakcie vysokoenergetického zdroja s ovplyvňovaným materiálom přišlo k vytvoreniu tvrdej štruktúrnej oblasti, odolnej proti opotřebením V takto připravených vrstvách sú však nehomogenity, ktoré zhoršujú fyzikálno-mechanické vlastností ako například tvrdost, korózivzdornosť, oteruvzdornosť a podobné.

Tento nedostatok odstraňuje spůsob přípravy funkčných vrstiev, podía vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že počas interakcie intenzívneho energetického zdroja s povrchom výrobku sa působí ultrazvukom v rozmedzí frekvencie 15 až 213 kHz.

Pri působení ultrazvukom v impulznom režime je doba trvania impulzu 1 až 200 μβ a frekvencia opakovania impulzu 1 až 100 Hz. Spůsobom přípravy funkčných vrstiev podfa vynálezu sa zlepšuje štruktúra funkčnej vrstvy a to tak, že sa stává homogénnejšia, štruktúrne zložky kryštalizujú v jemnějších útvaroch, znižuje sa zvyškové napátie, zlepšuje sa korózna odolnost a zvyšuje oteruvzdornost. Dochádza k vyššiemu nasýteniu legujúcimi prvkami. Zvyšuje sa trvanlivost o 5 až 20 %. Příklad 1

Pri príprave .povrchovej funkčnej vrstvy sa působilo na povrch ocelového výrobku o chemickom zložení v hmotnostných percentách, uhlík = 0,86 °/o, mangán = 0,17 °/o, křemík = 0,19 θ/ο, chróm = 4,30 %, volfrám = = 6,25 °/o, nikel = 0,19 %, molybdén = 5,27 percent, vanad = 1,92 % a zvyšok železo. Působilo sa elektronovým lúčom s nasledovnými parametrami: výkon elektronového lúča je 450 W, rýchlosť posuvu elektronového lúča je 15 mm. s-1, priemer stopy elektronového lúča je 1 mm a poloha ohniska elektrónového 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.

Pri príprave povrchových funkčných vrstiev elektrónovým lúčom bez působenia ultrazvukovej energie sa dosiahla tvrdost povrchu výrobku 63 HRC. Pri postupování podlá vynálezu sa zvýšila tvrdost v povrchovej vrstvě výrobku o 5,2 HRC, čo sa prejavilo na zvýšení trvanlivosti o 5 %. P r í k 1 a d 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 μβ a frekvenciou opakovania impulzov 185 Hz.

Pri príprave povrchových funkčných vrstiev laserom bez působenia ultrazvukovej energie sa dosiahla tvrdost 64 HRC. Pri postupovaní podfa vynálezu sa zvačšila tvrdost v povrchovej vrstvě výrobku o 5,9 HRC, čo sa prejavilo na zvýšení trvanlivosti o 20 percent.

Claims (2)

1. PREDMET

   1. Spůsob přípravy funkčných vrstiev ohriatím povrchu výrobku, vyrobeného z kovov a ich zliatin, na teplotu tavenia až vyparovania materiálu výrobku intenzívnym energetickým zdrojom, vyznačený tým, že počas interakcie intenzívneho energetického zdroja s povrchom výrobku sa na výrobok působí ultrazvukom v rozmedzí frekvencii VYNÁLEZU 15 až 213 kHz v kontinuálnom alebo impulznom režime.
2. 2. Spůsob přípravy funkčných vrstiev podfa bodu 1, vyznačený tým, že půsohenie ultrazvuku sa uskutočňuje v impulznom režime s dobou trvania impulzu 1 až 200 με a s frekvenciou opakovania impulzov 1 až 1000 Hz.