Использование лазерных технологий для упрочнения и восстановления изделий из сталей и сплавов
Аннотация
В настоящей работе рассмотрены: методы упрочнения рабочей поверхности гильз цилиндров ДВС, их преимущества и недостатки; материалы из которых изготавливают цилиндры двигателей мировые производители, недостатки технологии производства цилиндров из серого чугуна. Исследовано влияние режимов лазерной обработки на структуру и фазовый состав, а также физико-механические свойства внутренней поверхности гильз цилиндров двигателя КАМАЗ. Испытаниями на износостойкость (время испытания составило 100ч) темплетов, вырезанных из гильз цилиндров после лазерного термоупрочнения, установлено, что износостойкость их увеличивается в 2,2-4,5раза по сравнению с серийным вариантом упрочнения (закалка токами высокой частоты) при этом наиболее высокие результаты по износостойкости получены при упрочнении 70-80% рабочей поверхности гильзы без оплавления либо с локальным оплавлением поверхности. Лазерную термическую обработку (ЛТО) рабочей (внутренней) поверхности гильзы осуществляли по однозаходной спирали, получаемой за счет одновременного вращения и продольного перемещения лазерного луча вдоль гильзы, обработку цилиндров производили с использованием СО2-установки непрерывного действия «Комета-2» в интервале мощности 0,8 – 1,2кВт, радиус пятна лазерного излучения составлял 2-4мм. Предложен метод деазотирования (разложения) поверхностного слоя в деталях путем обработки лазерным лучом, который позволяет сократить объем механической обработки, а также наносить покрытие при дальнейшем восстановлении, не нарушая прямолинейности длинномерной детали. Выполнено математическое обоснование режимов ЛТО деталей машин и оборудования для разложения слоя после химико-термического упрочнения. На основании проведенных математических расчетов, лабораторных и экспериментальных исследований определены оптимальные параметры лазерной обработки внутренней рабочей поверхности гильзы цилиндров, как для их упрочнения, так и для проведения процесса диссоциации нитридов в деталях подлежащих восстановлению, предварительно подвергнутых азотированию.
