Спосіб отримання зносостійких покриттів з високою припрацьовуваністю і підвищеним опором втомному руйнуванню

Реферат: Спосіб отримання зносостійких покриттів з високою припрацьовуваністю включає дискретну лазерну обробку поверхні сталевих виробів при оптимальному значенні площі оброблюваної поверхні сталевого виробу з наступним азотуванням в середовищі аміаку при температурі 800860 K. З метою підвищення втомної міцності лазерну обробку здійснюють дискретно за сітчасто-стільниковою схемою з кроком 3-5 мм. UA 107190 U (12) UA 107190 U UA 107190 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована корисна модель належить до області технології машинобудування і може бути використана при зміцненні азотуванням деталей важко-навантажених вузлів тертя та інструменту, які працюють при високих локальних контактних навантаженнях. Суттєвим недоліком практично всіх видів хіміко-термічної обробки, в тому числі азотування, є необхідність нагрівання виробів до високих температур та тривала витримка при цих температурах і відносно великі енерговитрати. Крім цього, після азотування в системі "покриття основа" утворюються залишкові напруження розтягування, які негативно впливають на працездатність виробу. Такі покриття не можуть працювати у важко навантажених вузлах тертя. При високих локальних навантаженнях азотований шар, що містить на поверхні крихку -фазу і має низьку втомну міцність, викришується. Особливо схильні до викришування після азотування швидкорізальні інструментальні сталі Р6М5, Р18 з високим вмістом вольфраму. Відомо "Спосіб отримання зносостійких дискретних азотованих шарів" [1]. Метою корисної моделі було підвищення зносостійкості сталей шляхом вибору оптимальної щільності дискретно зміцнених ділянок острівного типу. В цьому способі отримання зносостійких азотованих шарів виробів, що включає лазерну обробку з наступним азотуванням в середовищі аміаку при температурі 800-860 К із витримкою 15-20год., згідно з корисною моделлю, лазерну обробку виконують дискретною із площею обробки 15-25 % від загальної площі сталевого виробу, з 3 4 2 потужністю випромінювання 10 -10 Вт/см . Експериментальними дослідженнями встановлено, що площа обробки повинна бути 1525 %. Це обумовлено створенням такого напружено-деформованого стану, який забезпечує мінімальні напруження при терті, що встановлено аналітичними розрахунками композиційного матеріалу, а також підтверджено експериментально. Мінімально навантажена матриця дає можливість релаксувати напруження, викликані силами тертя. Точкові зміцнюючі зони мають розміри 3-5 мм та розташовані на відстані 8-10 мм між центрами. Як матеріали, що зміцнюються, були використанні сталі 18ХГТ, 40Х, 38 × 2МЮА. Отримували комбіноване покриття: на ділянках з попередньою лазерною обробкою точкові азотовані зони товщиною 0,3-0,6 мм і покриття на ділянках без лазерної обробки товщиною 0,15-0,2 мм, що містить ε-фазу. Підвищення зносостійкості при дискретній обробці у порівнянні з суцільною обробкою обумовлено таким напружено-деформованим станом, при якому напруження є мінімальними. Однак, недоліком вищеописаного способу є те, що азотований шар на незміцненій попередньо лазером поверхні, який містить крихку ε-фазу, в процесі припрацювання швидко зношується, не виконавши функцію екранування безпосереднього контакту матеріалів трибоспряження. Час існування покриття значно менший тривалості процесу припрацювання (tпок