Спосіб аморфізації поверхні деталей

Реферат: Спосіб аморфізації поверхні, що передбачає обробку поверхні деталей імпульсним або скануючим лазером та охолодження, причому охолодження поверхні деталей здійснюється холодним повітрям або рідким азотом одночасно з ультразвуковою обробкою. UA 109230 U (54) СПОСІБ АМОРФІЗАЦІЇ ПОВЕРХНІ ДЕТАЛЕЙ UA 109230 U UA 109230 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі чорної та кольорової металургії, що може бути використаний в авіабудуванні та різних галузях машинобудування для зміцнення поверхні деталей вузлів та механізмів, які працюють в умовах тертя, агресивного середовища та при великих швидкісно-навантажувальних робочих параметрах. Існує спосіб обробки поверхні матеріалів лазерним променем для отримання наноструктурних аморфізованих плівок (патент РФ № 2463267 СОЗС17/04, опубл. 10.10.2012). Недоліком даного способу є отримання наноструктурних аморфізованих плівок (аморфнокристалічних) лазерним променем, з попереднім нагрівом зразка до температури 450-1100 °C, подальшим охолодженням після обробки до температури 150-200 °C разом з піччю та подальшим охолодженням на повітрі, що є досить складним технологічним процесом з низьким рівнем виходу аморфної та аморфно-кристалічної фази. Добре відомий спосіб лазерної аморфізації поверхні з використанням скануючого лазерного променя (I.R.Pashby, S.Bames and B.G.Bryden. Surface hardening of steel using a high power diode laser. // Journal of Materials Processing Technology. - 139 (2003). - P. 585-588). Аморфізація поверхні, яка реалізується за рахунок інтенсивного відводу тепла в масивну поверхню, є основним недоліком методу. Крім того, відсутність додаткового джерела охолодження поверхні негативно впливає на глибину формування аморфного шару, швидкість обробки поверхні та обмежує вибір конструкційних матеріалів. В основу поставлена задача вдосконалення способу аморфізації поверхні деталей шляхом охолодження поверхні рідким азотом або холодним повітрям, яке здійснюється одночасно з ультразвуковою обробкою, що забезпечує утворення щільно упакованого аморфного або аморфно-кристалічного шару. Поставлена задача вирішується тим, що у способі аморфізації поверхні деталей, що передбачає обробку поверхні імпульсним або скануючим лазером та охолодження, згідно з корисною моделлю, охолодження поверхні деталей здійснюється холодним повітрям або рідким азотом одночасно з ультразвуковою обробкою. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак і технічного результату очевидний із нижче наведеного опису. З метою отримання поверхні з щільно упакованим аморфним або аморфно-кристалічним шаром проводиться аналітичний аналіз матеріалу, який піддається обробці, з метою встановлення його здатності до аморфізації, підбору оптимальної потужності лазера та методу охолодження. Запропонований спосіб може бути використаний в авіабудуванні та різних галузях машинобудування для зміцнення поверхні деталей вузлів та механізмів, що працюють в умовах тертя, агресивного середовища та при великих швидкісно-навантажувальних робочих параметрах. Варіанти реалізації даного способу: Приклад 1. Обробка поверхні з метою отримання щільно упакованого аморфного шару проводиться імпульсним або скануючим лазером з послідуючим різким охолодженням рідким азотом, та паралельною ультразвуковою обробкою. Приклад 2. Обробка поверхні з метою отримання щільно упакованого аморфнонанокристалічного шару проводиться імпульсним або скануючим лазером з подальшим різким охолодженням холодним повітрям та паралельною ультразвуковою обробкою. Потужність і час роботи лазера розраховується для кожного матеріалу окремо в залежності від його фізико-хімічних властивостей та товщини модифікованого шару. Ультразвукова обробка полягає у прикладанні знакозмінних напружень ультразвукової частоти (20кГц), які не перебільшують поріг текучості даного матеріалу. Запропонована схема ультразвукової обробки дає можливість впливати на температурночасову стабільність отриманих аморфних та аморфно-нанокристалічних матеріалів, істотно підвищити температуру кристалізації та максимально приблизити її до температури плавлення, а також збільшити часовий ресурс пластичності при кімнатній температурі. Спосіб, що заявляється, може бути використаний в авіабудуванні та різних галузях машинобудування для зміцнення шляхом модифікації поверхні деталей вузлів та механізмів (отримання аморфного або аморфно-нанокристалічного шару), що працюють в умовах тертя, агресивного середовища та при великих швидкісно-навантажувальних робочих параметрах, заданої товщини. 1 UA 109230 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб аморфізації поверхні, що передбачає обробку поверхні деталей імпульсним або скануючим лазером та охолодження, який відрізняється тим, що охолодження поверхні деталей здійснюється холодним повітрям або рідким азотом одночасно з ультразвуковою обробкою. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2