Билет № 6 (4-ый вопрос)

Запропонуйте зміцнююче покриття для шестерні, що працює в умовах тертя з великим контактним навантаженням. Обгрунтуйте пропозицію.

Для шестерни, которая работает в условиях трения с большими контактными нагрузками я предлагаю метод локального упрочнения с индукционном нагревом, а именно индукционную закалку с глубинным нагревом (т.к. шестерня – деталь сложной формы для которой невозможно изготовить индивидуальный индуктор. Для такого метода применяются стали с пониженной прокаливаемостью, для того чтобы деталь не заколилась насквозь, так получится брак и придется выризать зубшестерни

Для проведения такого упрочнения должен соблюдаться одновременный последовательный нагрев (пошаговый нагрев одинаковый по форме участков поверхности)

Особенности:-расстояние от индуктора до поверхности должно быть постоянно на протяжении всего контура изделия (эффект близости)

-глубина закаленного слоя глубине слоя нагретого надкритической тем-ре;

-тем-ра нагрева под аустенитизацию выше тем-ре аустенитизации при печном нагреве.

-глубина прокаливаемости должна быть выше, чем требуемая глубина закаленного слоя

Его недостатки: необходимость изготовления специального индуктора для каждого изделия; необходимость специального оборудования; вредность.

Возможно применения ХТО (азотирование,цементация)

Билет №7

7.1.Каким образом влияет схема обработки (в зависимости от коэффициента перекрытия) при упрочнении локальными тепловыми потоками? Каким образом это может быть использовано при обработке разных изделий.

7.2.Охарактиризовать технологию, параметры и область применения лазерного упрочнения.

Термическое упрочнение материалов и сплавов лазерным излучением основано на локальном нагреве участка поверхности под воздействием излучения и последующем охлаждении этого поверхностного участка со сверхкритической скоростью в результате теплоотвода теплоты во внутренние слои металла.

Лазерный луч представляет собой направленное монохроматическое когерентное излучение высокой мощности. Используют лазеры: полупроводниковые, твердотельные, химические, газовые. Частота излучения 10-200герц, длительность 10-3до 10-9 сек, мощность твердотельных лазеров Р=1-2кВТ. КПД=0,5-3% Газовые лазеры: Р меньше 7 кВт, КПД меньше 20…30%. Лазеры с непрерывным излучением характеризуются низкой мощностью.

Лазер

Оптическая система служит для фокусировки и управления лучом.

Электра механическая система, включает устройство для перемещения деталей, источники питания, системы охлаждения.

Скорость нагрева = 10в 4-10в 6 град/с, скорость охлаждения = 10в 3-10в 5 град/с. Структура : в поверхностном слое М+Аост, ниже Ас3 Мартенсит+Ф, очень часто в прослойке получается сверх мелкое зерно ( о т 3до 6микрометра). Повышеное количество Аост. Повышенная твердость мартенсита Нмю=12-14тыс.Н/мм2. Высокая остаточные напряжения до 14000Н/мм2. Можно проводить к дефектность и повышенная плотность дислокаций. Высокий уровень напряжений приводит к наклепу. Лазерная закалка применяют для обработки фрез из быстрорежущих сталей, позволяет уменьшит налипания на фризу (адгезионное схватывания) особенно при обработке цветных сплавов, увеличить скорость резания. Некоторые области применения лазерного упрочнения в производстве: режущий инструмент; автомобильная промышленность;  оборонная промышленность; космическая промышленность;  производство пресс-форм;  производство медицинской техники.   Структура "лазерного" мартенсита более дисперсна, обладает повышенной твердостью и высоким уровнем внутренних напряжений по сравнению со структурой мартенсита, образующейся при других видах упрочняющей обработки. Использование лазерного упрочнения позволяет обеспечить улучшение многих эксплуатационных показателей, а именно износостойкости, теплостойкости, остаточных напряжений в упрочненном слое, механических характеристик, коррозионной стойкости и др. Глубина упрочненной зоны на образцах металла после лазерной термообработки без оплавления поверхности обычно не превышает 0,2 мм, однако этого вполне достаточно, чтобы повысить стойкость изделий более чем в 2,5 раза.