Трибология. Физические основы, механика и технические приложения. Беркович И.И - 236 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СамГТУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

427
Нагрев в электролите осуществляется путем помещения детали в ванну с рас-
твором кальцинированной соды или поташа. Ванну подключают к положитель-
ному полюсу источника постоянного тока, а деталь - к отрицательному. При дос-
таточно большой силе тока поверхность детали быстро нагревается за счет того,
что выделяющийся в результате электролиза водород образует на поверхности
оболочку, обладающую высоким электросопротивлением. Эта оболочка является
одновременно тепловым экраном, предотвращающим рассеивание тепла в элек-
тролит. Таким методом закаливают штанги толкателей и стержни клапанов газо-
распределительного механизма ДВС и ряд других деталей.
В последние годы все большее распространение получают лазерные техноло-
гии. Они отличаются высокой культурой производства и эффективностью. Лазер-
ное излучение в инфракрасном диапазоне, сфокусированное в пятно диаметром
порядка десятка микрометров, совершает пилообразное движение (сканирование)
по поверхности детали, покрывая весь выделенный под закалку участок. Скорость
нагрева микрообъемов детали, взаимодействующих с лучом, и последующего ох-
лаждения достигает 10
6
К/с. Это обеспечивает закалку поверхностного слоя, глу-
бина которого регулируется за счет изменения скорости сканирования. Сканиро-
вание производится путем перемещения детали по заданной программе специаль-
ными механическими устройствами. Используются как твердотельные лазеры,
работающие в импульсном режиме, так и газовые с непрерывным процессом из-
лучения. Лазерная закалка обеспечивает получение однородной мелкокристалли-
ческой поверхностной структуры, обладающей повышенной твердостью и изно-
состойкостью. После термообработки лазерным лучом не происходит коробление
элементов рельефа детали, не наблюдается заметное ухудшение качества поверх-
ности. Из-за высокой стоимости процесса лазерной закалке подвергаются самые
дорогостоящие и ответственные детали, например коленвалы ДВС.
Эффективным методом повышения износостойкости деталей является лазер-
ное легирование с одновременной закалкой поверхностного слоя. Поверхность,
подлежащая обработке, покрывается тонким слоем вещества, содержащего леги-
рующие элементы. Так же, как и при лазерной закалке, луч сканирует по поверх-
ности детали. Однако режим сканирования подбирается таким, чтобы температу-
ра в микрообъемах поверхности обеспечивала плавление. Таким образом про-
плавляется весь поверхностный слой. В процессе плавления легирующие элемен-
ты внедряются в кристаллическую решетку материала детали. Замечательным яв-
ляется то, что из-за высокой скорости нагрева и последующего охлаждения, по-
мимо твердых растворов легирующих элементов, в материале детали возникают
метастабильные структуры с избыточным по сравнению с твердым раствором со-
держанием легирующего элемента. Таким образом, возникает возможность вне-
дрения в кристаллическую решетку даже такого элемента, с которым вещество
детали вообще не может образовать твердого раствора. Такие метастабильные
структуры, будучи прочно связаны с основой, обладая при этом сверхвысокой
твердостью, обеспечивают резкое повышение износостойкости.
В качестве примера приведем способ резкого упрочнения алюминиевых спла-
вов. Упрочняющим элементом преимущественно является кремний. Для образо-

Страницы