Використання лазерних технологій для зміцнення та відновлення виробів зі сталей і сплавів

Анотація

У даній роботі розглянуті: методи зміцнення робочої поверхні гільз циліндрів ДВС, їх переваги та недоліки; матеріали з яких виготовляють циліндри двигунів світові виробники, недоліки технології виробництва циліндрів з сірого чавуну. Досліджено вплив режимів лазерної обробки на структуру і фазовий склад, а також фізико- механічні властивості внутрішньої поверхні гільз циліндрів двигуна КАМАЗ. Випробуваннями на зносостійкість (час випробування дорівнював приблизно 100годинам) зразків, вирізаних з гільз циліндрів після лазерного термозміцнення, показано, що зносостійкість їх збільшується в 2,2-4,5рази в порівнянні з серійним варіантом зміцнення (гарт струмами високої частоти) при цьому найбільш високі результати по зносостійкості отримані при зміцненні 70-80% робочої поверхні гільзи без оплавлення або з локальним опалювальному поверхні. ЛТО робочої (внутрішньої) поверхні гільзи здійснювали по однозаходній спіралі, одержуваної за рахунок одночасного обертання і поздовжнього переміщення лазерного променя вздовж гільзи, обробку циліндрів виробляли з використанням СО2-установки безперервної дії «Комета-2» в інтервалі потужності 0,8 - 1,2кВт, радіус плями лазерного випромінювання 2-4мм. Запропоновано метод деазотування (розкладання) поверхневого шару в деталях шляхом обробки лазерним променем, який дозволяє скоротити обсяг механічної обробки, а також наносити покриття при подальшому відновленні, не порушуючи прямолінійності довгомірної деталі. Виконано математичне обґрунтування режимів ЛТО деталей машин і устаткування для розкладання шару після хіміко-термічного зміцнення. На підставі проведених математичних розрахунків, лабораторних та експериментальних досліджень визначені оптимальні параметри лазерної обробки внутрішньої робочої поверхні гільзи циліндрів, як для їх зміцнення, так і для проведення процесу дисоціації нітридів в деталях, які підлягають відновленню, та попередньо підданих азотуванню.