Состав для лазерного легирования стальных деталей

 

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов, в частности к лазерному легированию , и может быть использовано для упрочнения поверхности деталей, работающих в условиях динамических контактных нагрузок. Цель - повышение динамической прочности поверхностного слоя деталей. Состав содержит, мас.%: графит 20-30, никель 10-16J двуокись кремния 6-1 О j двуокись циркония остальное. Состав позволяет повысить динамическую прочность поверхностного слоя в 1,3-1,4 раза и увеличить твердость покрытия на 40- 50%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 23 С 14 34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4633598/02 (22) 09.01.89 (46) 15.04.91. Бюл. Р 14 (71) Брянский институт транспортного маши нос тр о е ния (72) Ю. В.Жостик, Ю.В. Колесников и Г.M.Ñîðîêèí (53) 621.785.510.6 (088.8) (56) Углов М.Б. Модификация raзотермических покрытий излучением лазера. — физика и химия обработки материалов, "1967, Р 4, с. 21-84. (54) СОСТАВ ДЛЯ ЛАЗЕРНОГО ЛЕГИРОВАНИЯ

СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к химикоИзобретение относится к химикотермической обработке металлов и сплавов, в частности к лазерному легированию, и может быть использовано преимущественно для упрочнения поверхности деталей, работающих в условиях воздействия динамических контактных нагрузок.

Целью изобретения является повышение динамической прочности поверхностного. слоя стальных деталей.

Состав для лазерного легирования, включающий двуокись циркония, дополнительно содержит графит, никель и двуокись кремния при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Графит 20-30

Никель 10-16

Двуокись кремния 6-10

Двуокись циркония Остальное

„„SU, 1641893 А1

2 термической обработке металлов и сплавов, в частности к лазерному легированию, и может быть использовано для упрочнения поверхности деталей, работающих в условиях динамических контактных нагрузок. Цель — повышение динамической прочности поверхностного слоя деталей. Состав содержит, мас.7.: графит 20-30; никель 10-16, двуокись кремния 6 — 10, двуокись цирФ кония остальное. Состав позволяет повысить динамическую прочность поверхностного слоя в 1,3-1,4 раза и увеличить твердость покрытия на 4050Х. 1 табл .

Введение графита в предлагаемый состав приводит к образова>ппо твердых и прочных карбидов циркония, которые являются основными упрочняющими элементами. Содержашийся в составе ни- у кель обеспечивает создание вязкой р и пластичной никелевой матрицы. Двуокись кремния обеспечивает равномерное распределение карбидов циркония в никелевой матрице.

Пример. Для эксперименталь- © ной проверки предлагаемого состава быпи изготовлены 5 смесей ингредиентов, три из которых показали опти мальные результаты (см. таблицу).

Состав наносили на обработанную до

Ra = 2,5 мкм торцовую поверхность образцов из закаленной стали У8 в виде обмазки. Обмазка приготавливалась механическим смешением компонентов .состава в связующем (25Z раствор клея

БФ-2 в.ацетоне). Лазерную обработку

1641893 аметр отпечатка индентора, который и принимали за критерий динамической прочности поверхностного слоя ° Микротвердость измеряли на приборе

ПМТ-3 при нагрузке 0,5 H. Повторность всех элементов была пятикратной.

В таблице представлены полученные свойства образцов, легированных иэ обмазок на основе предлагаемого состава с различным соотношением ингредиентов, а также известного состава.

При использовании предлагаемого состава повышается динамическая прочность поверхностного слоя стальных деталей в 1,3-1,4 раза, тверпроводили импульсным излучением с длиной волны 1,06 мкм на установке

"Квант 18М". Энергия импульса составляла 23-25 Дж, длительность импульса 8 мс, формы зоны лазерного воздей5 ствия — прямоугольник с размерами

1,5 4 мм. Коэффициент перекрытия 0 4.

Одной из наиболее широко применяемых в практике методик по определению способности материала сопротивляться контактным деформациям и износу является твердость его поверхности (микротвердость, HRC, НВ, HV), которая определяется в зависимости от диаметра отпечатка индентора (стальной шарик, алмазная пирамидка), нагруженного с определенным статическим усилием. Для определения способности металла сопротивляться контактным пластическим деформациям и разрушению при ударном контактном (динамическом) нагружении, т.е. для определения динамической поверхности прочности, применяется методика по определению этой величины через диаметр отпечатка индентора, приложенного в динамическом режиме.

При исследовании динамической поверхностной прочности по легированной поверхности образца осуществлялся

30 однократный удар свободно падающим конич еским, твердосплавным индентором с углом при вершине 120 . Энергия удара составляла 0,15 и 0,27 Дж.

На микроскопе МБС-2 определяли диI дость,покрытия увеличивается на

40-50Х.

Формула изобретения

Состав для лазерного легирования стальных деталей, содержащий двуокись циркония, отличающийся тем, что, с целью повышения динамической прочности поверхностного слоя деталей, он дополнительно содержит графит, никель и двуокись кремния при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Графит 20-30

Никель 10-16

Двуокись кремния 6-10

Двуокись циркония Остальное

Средний диаметр отпечатка при энергии соударения, мм

Микротвер— дость, ГПа

Состав, мас.Е

У п/и

Графит Никель Двуокись кремния

Двуокис циркони

0,15 Дж 0,27 Дж

Известный

2 20

3 25

4 30

0,53

0,40

0,40

0,40

0,44

0,32

0,30

0,32

10, 0-14, 1

14, 1-21,3

14,1-21,3

14, 1-21,3

64

54

44 б

10

13

Составитель Т.Бисерова

Редактор Т.Лаэоренко - Техред М.Дидык Корректор М.Максимишинец

Заказ 1126 Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101