Технология термообработки твердосплавного диска на волоконном лазере

1.

Национальный исследовательский
технологический университет «МИСиС»
ИНСТИТУТ
КАФЕДРА
НАПРАВЛЕНИЕ
Технологий
Инжиниринг технологического оборудования
15.03.02 «Технологические машины и оборудование»
КУРСОВАЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
НА ТЕМУ:
Технология термообработки твердосплавного диска
на волоконном лазере
Выполнил:
Группа:
Коновалова Юлия Андреевна
БТМО-20-2
Руководитель:
Наговицын Владимир Андреевич
Москва - 2023
1

2.

Коновалова Ю. А.
Введение
Процессы изнашивания и коррозия являются основными причинами
выхода из строя деталей машин и металлоконструкций. Для повышения
износостойкости и коррозионной стойкости деталей и металлоконструкций
необходимо производить термообработку, где особое место занимает
лазерное поверхностное упрочнение.
Основная цель лазерного упрочнения – повышение износостойкости
металлов. Лазерная закалка позволяет достичь высоких значений твердости
поверхности и дисперсности структуры, уменьшения коэффициента трения,
увеличения несущей способности слоев. В ряде случаев лазерная обработка
приводит также к повышению теплостойкости.
Москва - 2023
2

3.

Коновалова Ю. А.
Цели и задачи работы
Цели курсовой научно-исследовательской работы:
1)
ознакомиться с существующими видами термообработки материалов;
2)
рассмотреть принцип лазерного упрочнения металлов;
3)
исследовать процесс лазерной термообработки пильного диска.
Задачи:
1)
провести сравнение между лазерным и традиционными методами
термообработки;
2)
определить технологию термообработки твердосплавного пильного
диска на волоконном лазере RAYMARK 20.
Москва - 2023
3

4.

Коновалова Ю. А.
1
Особенности лазерной термообработки
Рисунок 1 – Схема действия лазера при термообработке
Условия термообработки лазерным лучом
1)
наличие углерода в составе ≥ 0,22 %;
2)
повышение твердости материала на 20-30 %;
3)
металл не должен обладать низкой скоростью поглощения тепла.
Москва - 2023
4

5.

Коновалова Ю. А.
1
Особенности лазерной термообработки
Рисунок 2 – Отличия лазерного и традиционного метода термоупрочнения
Москва - 2023
5

6.

Коновалова Ю. А.
Особенности лазерной обработки твердосплавного диска
В ходе технологических испытаний будет упрочнен пильный диск 355x25.4 мм,
90Т 36932-355-25.4-90 (рисунок 3) волоконным лазером RAYMARK 20.
Рисунок 3 – Пильный диск
90Т 36932-355-25.4-90
Материал режущих элементов: ВК8
(W 91,7%, Co 7,4%, C 0,6%, Fe 0,3%)
Таблица 2 – Параметры твердосплавного пильного диска
Москва - 2023
6

7.

Коновалова Ю. А.
Исследование и определение технологии
термообработки пильного диска
Для упрочнения твердосплавного пильного диска требуется проведение
закалки с последующим охлаждением при комнатной температуре.
Термообработка режущих зубцов диска будет проводиться при следующих
температурах: T1 = 850 °C, T2 = 950 °C, T3 = 1050 °C.
Поэтапно закалка лазером представляет следующий процесс:
1) поверхность материала нагревается до близкой к температуре плавления;
2) в ходе нагрева происходят фазовые превращения;
3) по мере нагрева луч сдвигается и обрабатывает следующую область;
4) по мере перемещения луча металл остывает.
В результате чего прочность материала значительно повышается.
Москва - 2023
7

8.

Коновалова Ю. А.
Заключение
Поверхностное упрочнение металлических изделий широко
используется в современном машиностроении, поскольку позволяет
получить уникальное сочетание высокой прочности, износостойкости,
коррозионной стойкости.
По сравнению с традиционными методами закалки лазерное
упрочнение обладает высокой интенсивностью потока энергии, благодаря
чему обеспечивается очень высокая скорость нагрева металла. При этом
после нагрева нет необходимости использовать внешнюю закалочную
среду.
В данной курсовой научно-исследовательской работе были
рассмотрены различные методы поверхностной обработки металлов и
сплавов, их отличия от традиционных способов. Исследована и определена
технология термообработки пильного диска волоконным лазером.
Москва - 2023
8