- •А.И. Болдырев в.П. Смоленцев в.В. Бородкин технологические методы повышения качества изделий
- •Введение
- •1. Управление обеспечением качества и конкурентоспособности изделий
- •1.1. Понятие качества изделий
- •1.2. Система управления качеством в машиностроении
- •1.3. Оценка качества изделий в машиностроении
- •1.3.1. Показатели качества
- •1.3.2. Структура управления качеством
- •1.4. Технический контроль качества
- •1.5. Обеспечение качества в процессе жизненного цикла изделий
- •2.1.2. Чугуны
- •2.2. Материалы высокой прочности, упругости и пластичности
- •2.2.1. Высокопрочные сплавы
- •2.2.2. Сплавы с высокими упругими характеристиками
- •2.2.3. Сплавы, обладающие эффектом памяти формы
- •2.2.4. Сверхпластичные сплавы
- •2.3. Материалы малой плотности и высокой удельной прочности
- •2.3.1. Алюминиевые сплавы
- •2.3.2. Магниевые сплавы
- •2.3.3. Титановые сплавы
- •3. Обеспечение качества литых заготовок
- •3.1. Технология изготовления отливки
- •3.2. Обеспечение технологичности отливок
- •3.3. Точность изготовления отливок
- •3.3.1. Факторы, вызывающие погрешность размеров геометрической формы и массы отливок
- •3.3.2. Размерная точность и шероховатость поверхности отливок
- •3.3.3. Точность конфигурации и пространственные отклонения отливок
- •3.3.4. Массовая точность отливок
- •4.2. Качество заготовок, получаемых ковкой
- •4.3. Качество заготовок, получаемых объемной штамповкой
- •4.4. Качество заготовок, получаемых листовой штамповкой
- •4.5. Качество заготовок, получаемых прокаткой
- •4.6. Качество заготовок, получаемых комбинированными способами
- •4.7. Качество заготовок, получаемых электрофизическими способами
- •4.8. Качество заготовок, получаемых штамповкой из порошков и пористых материалов
- •5. Обеспечение качества сварочных процессов
- •5.1. Характеристика сварочных процессов
- •5.2. Типовые дефекты сварных соединений и конструкций
- •5.3. Энергетические характеристики высококонцентрированного лазерного излучения
- •5.4. Высокопроизводительная прецизионная лазерная резка
- •5.5. Лазерная сварка
- •5.6. Контроль качества сварных соединений
- •6.2. Химико-термическая обработка поверхностей
- •6.3. Лазерное поверхностное упрочнение
- •6.4. Лазерное легирование и наплавка
- •6.5. Ионная имплантация
- •6.6. Упрочнение поверхностным пластическим деформированием
- •6.6.1. Методы механического упрочнения непрерывным силовым контактом инструмента с обрабатываемой деталью
- •6.6.2. Методы механического упрочнения прерывистым ударным контактом инструмента с обрабатываемой деталью
- •7. Технологическое формирование показателей качества деталей
- •7.1. Основные показатели качества деталей машин
- •7.1.1. Геометрические показатели
- •7.1.2. Физико-механические показатели
- •7.2. Технологическая наследственность
- •7.3. Методы обработки заготовок
- •7.3.1. Механические методы обработки
- •7.3.2. Физико-химические методы обработки
- •7.3.3. Комбинированные методы обработки
- •8. Обеспечение качества изделий на операциях сборки
- •9. Роль испытаний в обеспечении качества изделий
- •9.1. Основные задачи испытаний
- •9.2. Научно-исследовательские испытания
- •9.3. Опытные испытания
- •9.4. Серийные испытания
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
6.4. Лазерное легирование и наплавка
Легирование поверхностного слоя материала с помощью лазерного излучения является методом физико-химической модификации материала. Сущность метода заключается в том, что расплавленный лазерным пучком тонкий поверхностный слой вводится легирующий элемент, который после перемешивания с основой образует новый сплав [30]. Метод является одним из самых перспективных, поскольку позволяет получать поверхностный слой с уникальными свойствами. При этом открывается возможность замены высоколегированных сталей и дефицитных материалов низколегированными сталями или дешевыми конструкционными материалами.
Применяются следующие способы введения легирующих материалов:
- эжектирование;
- нанесение порошка в специальной оправке;
- накатывание фольги;
- нанесение химических или электрохимических покрытий;
- осаждение материалов в вакууме и полную имплантацию;
- электроискровое легирование;
- диффузионную (химико-термическую) обработку;
- плазменное и ионно-плазменное покрытия;
- шликерный способ, т.е. с помощью обмазок или эмульсий.
Лазерное легирование легирующим элементом в чистом виде возможно лишь в условиях глубокого вакуума или в атмосфере инертного газа.
Легирование поверхностного слоя можно провести одновременно несколькими легирующими элементами, причем чем более длительным будет воздействие лазерного пучка, тем на большую глубину произойдет легирование поверхности и с более медленным ее остыванием. Большие поверхности могут быть обработаны последовательным сканированием лазерным лучом с частичным перекрыванием зон расплавления.
Легирующими элементами являются карбиды и нитриды титана, вольфрама, молибден, составы на основе хрома, никеля, молибдена, кремния, бора и других элементов.
Нанесение поверхностных покрытий расплавлением присадочного материала для обеспечения прочной связи без перемешивания с основой обычно называют наплавкой. Наиболее перспективны для лазерной наплавки непрерывные СО2-лазеры мощностью 1 кВт и более.
Исследованы процессы лазерной наплавки при оплавлении предварительно нанесенных порошковых паст (шликерных покрытий) или напыленных газотермических слоев, а также наплавки с подачей присадочного порошка в зону оплавления.
Лазерная наплавка с оплавлением шликерных покрытий перспективна при необходимости нанесения единичных валиков, т.к. в процессе расплавления и формирования валика в окружающих участках поверхности происходит выгорание шликерного покрытия.
Порошковая лазерная наплавка осуществляется при подаче порошка непосредственно в зону воздействия лазерного луча насыпанием или транспортированием с помощью газа. В последнем случае процесс называется газопорошковой лазерной наплавкой. Процесс характеризуется минимальным тепловым воздействием на материал подложки.
Высокие свойства поверхностных покрытий, полученных газопорошковой лазерной наплавкой, позволяет рекомендовать этот способ для увеличения стойкости тяжелонагруженных локальных участков деталей машин: уплотнительных фасок клапанов двигателей внутреннего сгорания, посадочных поверхностей деталей газо- и водораспределительной арматуры, деталей металлургического оборудования и др.
Наиболее перспективна лазерная наплавка в ремонтовосстановительных работах благодаря незначительному тепловому воздействию на обрабатываемую деталь минимальным деформациям.