• Ешқандай Нәтиже Табылған Жоқ

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЛАЗЕРНОГО УПРОЧНЕНИЯ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ДЕТАЛЕЙ ШТАМПОВ

In document Машиностроение. Вып. 16 (бет 159-163)

ко сернокислый аммоний, при исследованных напряжениях полирования увеличи­

вает возможную минимально достижимую при ЭИП шероховатость поверхности.

Анализ рентгенограмм образцов №5, 6, 7 позволил сделать вывод о том, что при напряжениях полирования 250 и 300 В введение в электролит ОКО выровняло скорости растворения феррита и мартенсита по всем кристаллографическим плос­

костям и обеспечило снижение шероховатости полированной поверхности.

Изучение дифракционных линий эталонного образца №8 показало наличие в стали 12Х18Н10Т двух фаз - твердого раствора угл^юда в у-железе (аустенита) и феррита.

После ЭИП образцов № 9 и 11 на рентгенограммах исчезают дифракционные линии феррита, а интенсивность линий аустенита возрастает, что свидетельствует о преимущественном растворении феррита. При напряжении 450 В интенсивность линий аустенита снижается - начинается растворение зерен аустенита, причем оно происходит с разной скоростью по разным кристаллографическим плоскостям.

"Рябь” на полированной поверхности (см. рис. 2) обусловлена избирательным ра­

створением феррита, карбидов и неравномерным растворением аустенита по раз­

ным кристаллографическим плоскостям. Топография поверхности соответствует рельефу растворенных зерен феррита и аустенита.

Таким образом, ЭИП стали 12Х18Н10Т в электролитах как с добавкой, так и без добавки ОКО имеет одинаковый характер, однако равномерность растворения структурных составляющих стали выше в электролите с добавкой ОКО при напря­

жении 250 В, что способствует получению меньшей шероховатости и отсутствию

"ряби" на полированной поверхности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Метод электроимпульсною полтфования металлов / Е Я . Головкина, С.Н. Терехов, Ю.В. Синькевич, О.И. Авсеевич//Машиностроение. -М н., 1988. -Вьш.13. - С. 40-43.

У Д К 6 7 4 .0 5 :5 3 9 .5 3

А. М. Буглаев , Т. И. Ш уленина

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЛАЗЕРНОГО УПРОЧНЕНИЯ

рировать энергию в требуемой зоне и локально изменять характеристики качества поверхностных слоев для достижения благоприятной совокупности свойств и оп­

тимальной структуры, что обеспечивает повышенную стойкость инструмента, в частности разделительных штампов.

Увеличение стойкости твердосплавных деталей штампов при воздействии на них лазерным излучением может быть достигнуто за счет: минимизации процесса изнашивания путем микровыкрашивания; увеличения микротвердости рабочих зон пуансонов и матриц. Однако, учитывая конструктивные особенности штампового инструмента, достижение этих целей возможно только за счет разности степени упрочнения прикромочных зон и прилегающих к ним рабочих поверхностей дета­

лей штампа (матриц и пуансонов) с сохранением запаса ударной вязкости микро- обьемов инструментального материала, непосредственно прилегающих к режущим кромкам, а также за счет создания геометрически однородных поверхностей при­

кромочных зон. Но, учитывая механизм изнашивания твердосплавных деталей штампов, лазерное упрочнение следует осуществлять исходя из конкретных усло­

вий фрикционного взаимодействия локальных участков рабочей части пуансонов и матриц с обрабатываемым материалом, что является весьма затруднительным при существующих схемах лазерного воздействия.

Исходя из вышесказанного, нами была разработана схема лазерного воздействия на наиболее подверженные изнашиванию участки деталей штампов с целью обес­

печения благоприятного уровня физико-механических и микрогеометрических ха­

рактеристик по зонам с различными механизмами изнашивания в области режу­

щих кромок и на поверхностях, прилегающих к ним. Упрочняющая обработка по предлагаемой схеме заключалась в создании в прикромочных зонах участков с пе­

ременным уровнем отражательной способности, что позволяет обеспечить различ­

ную степень лазерного воздействия. С целью меньшего энергетического воздей­

ствия на режущие кромки пуансона и матрицы и поверхности, их образующие, на прикромочном участке, 0,5-1,0 мм от кромок, формировались поверхности с вы­

сокой отражательной способностью. Далее, с целью увеличения сопротивляемос­

ти изнашиванию истиранием, в прикромочных зонах на удалении от кромок 0,5- 1,0 мм предлагалось формирование поверхностей с увеличенной способностью поглащать световую энергию при воздействии луча лазера, обеспечивая тем са­

мым за счет этого подвод большей плотности энергии в зону обработки, что спо­

собствовало бы увеличению микротвердости поверхностного слоя и глубины уп­

рочнения. На удалении от кромки на 2,0-2,5 мм, согласно предложенной схеме лазерного воздействия предлагалась возможность формирования поверхностей с регулярными микрорельефами с целью снижения абразивного воздействия, мини­

мизации протекания химических и электрохимических процессов в зоне контакта матрица -обрабатываемый материал -пуансон. Учитывая то, что отражательная спо­

собность металлических поверхностей в значительной степени определяется мик­

рогеометрическими параметрами, нами были выполнены исследования влияния

параметров шероховатости твердосплавных поверхностей на коэффициент отра­

жения R. Исследованиям подвергались образцы из твердых сплавов вольфрамоко­

бальтовой группы с различным содержанием в них кобальта (ВК6, ВКЮ, ВК15).

Для этого на исследуемых образцах создавались поверхности с различными пара­

метрами шероховатости (R^=l,55; 0,81; 0,16 мкм) и оценивалась их отражательная способность (результаты исследований представлены в таблице 1).

Так, на основании проведенных исследований можно заключить, что по отра­

жательной способности можно судить о значениях параметров шероховатости ис­

следуемых поверхностей.

Таблица 1 Зависимость коэффициента отражения твердосплавных поверхностей

от параметров шероховатости Шероховатость поверхностного

слоя, Rg, мкм

Коэф. отражения поверхностей R, %

ВК6 ВКЮ ВК15

1,55 19 21 23

0,81 59 60 62

0,16 83 85 88

Кроме того, в процессе исследований было установлено, что на исследуемых поверхностях в результате лазерного воздействия формируется особый характер микрорельефа, отличающийся образованием микровозвышений в зоне действия луча. Причем высота этих возвышений определяется как параметрами шерохова­

тости обрабатываемых поверхностей, так и плотностью подводимой энергии. В результате проведенных исследований были установлены зависимости изменения высоты следа лазерного воздействия на поверхности образцов с различным содер­

жанием в них кобальта от режимов обработки (рис.1).

Puc,L График зависимости изменения высоты следа лазерного воздействия от плотности подводимой энергии при обработке сплавов: / - BKJ5, 2-ВК10, 3-ВКб, (коэффициент отражения R = 20 %),

На рис. 2 представлены графики зависимости изменения геометрических па­

раметров поверхности твердого сплава ВК6 от плотности энергии при упрочня­

ющей обработке.

Анализируя полученные зависимости, можно заключить, что максимальное уве­

личение высоты следа лазерного воздействия луча на поверхность с плотностью энергии 1,8 Дж/мм^ наблюдается при коэффициенте отражения поверхности 19 %.

Увеличение коэффициента отражения до 59 % вызывает снижение высоты следа лазерного воздействия до 15,0 мкм. Дальнейшее увеличение коэффициента отра­

жения поверхности до 83 % приводит к снижению высоты следа до 9,5 мкм.

Н тах,

1,5 1,9 2.3 2.7 3.1q,/l>K/MM^

Рис. 2. Зависимость изменения геометрических параметров поверхностного слоя твердого сплава В Кб от плотности энергии лазерного излучения: 1 -R -8 3 %; 2 - R -5 9 %:

3 -R = 1 9 % .

При увеличении плотности энергии до 2,4 Дж/мм^ наблюдается некоторое воз­

растание высоты следа лазерного воздействия. В частности, при упрочнении по­

верхности с коэффициентом отражения 19 % увеличивается, но в то же время это вызывает трещинообразование в поверхностном слое.

Таким образом, можно заключить, что для формирования на исследуемых твер­

досплавных поверхностях благоприятного уровня физико-механических и микро­

геометрических характеристик в наибольшей степени отвечает требованиям по­

верхность с коэффициентом отражения R 19 % (в частности для сплава ВК6).

Кроме того, исследованиями установлено, что при воздействии лазерного излу­

чения на поверхности с переменным уровнем отражательной способности соглас­

но предложенной схеме обработки наблюдается увеличение микротвердости обра­

батываемых поверхностей.

На рис. 3 представлены графики зависимости микротвердости поверхност­

ного слоя твердого сплава ВК6 от режимов лазерного воздействия при различ­

ной коэффициенте отражения. Из представленных графиков видно, что с уве­

личением коэффициента отражения поверхности микротвердость исследуемых образцов из сплава ВК6 снижается. Это можно, по-видимому, объяснить тем, что с увеличением степени отражения снижается глубина упрочненного слоя,

температура в зоне воздействия лазерного луча при одинаковой его плотности и, как следствие, микротвердость поверхности в месте действия луча по срав­

нению с участком с меньшей отражательной способностью.

Рис. 3. Зависимость микротвердости поверхности образца из сплава ВКб от плотности энергии лазерного излучения при коэффициенте отражения R: 1 - 83 %; 2 - 59 %; 3 ~ 19 %

На основании выполненных исследований установлено, что, варьируя режима­

ми лазерной обработки, можно, наряду с улучшением эксплуатационных показате­

лей работоспособности поверхностей с переменным уровнем отражательной спо­

собности, добиться улучшения характеристик качества рабочих поверхностей твер­

досплавных деталей штампов.

УДК 6 2 1 .9 .0 4 8 .7

О. Г. Девойно, А. Л. Кочеров, А. П. П илипчук

МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОМОДОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

In document Машиностроение. Вып. 16 (бет 159-163)

Outline

СӘЙКЕС КЕЛЕТІН ҚҰЖАТТАР