ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Номер

24-070-04

Наименование проекта

Технология лазерно-плазменной химико-термической обработки деталей машин и механизмов

Назначение

Снижение технологической трудоемкости химико-термической обработки деталей, повышение производительности.

Рекомендуемая область применения

Инструментальные, машиностроительные и станкостроительные предприятия.

Описание

Описание к ИЛ № 24-070-04

Результат выполнения технологической разработки.

Сущность технологии лазерно-плазменной обработки заключается в том, что при воздействии на металлическую поверхность лазерным излучением над поверхно­стью образуется так называемая плазма оптического пробоя, содержащая ионизиро­ванные частицы газовой фазы, обладающие высокой способностью проникновения в расплавленный металл. Интенсивность насыщения металла ионизированными части­цами возрастает также вследствие появления отрицательного потенциала на подложке.

Изменение состава, структуры и свойств поверхностных слоев деталей проис­ходит путем диффузионного насыщения (обогащения) их химическими элементами из внешней активной среды.

В качестве насыщающей активной среды используются газы, жидкости и твер­дые вещества, которые являются поставщиками диффундирующих элементов.

Возможно диффузионное насыщение поверхности неметаллами (углеродом, азотом и одновременно азотом и углеродом, бором, кремнием, серой) (рис. 1 и 2) и ме­таллами (хромом, алюминием, ванадием, молибденом, титаном, бериллием), которое называется диффузионной металлизацией.

Производительность лазерно-плазменной химико-термической обработки по­верхностей деталей - до 200 мм²/сек.

Перевод обработки коленчатого вала дизеля (рис. 2) с классического химико-термического азотирования на лазерно-плазменное азотирование позволило:

- отказаться от технологических операций нанесения и снятия изоляции, дли­тельность которых составляла 6 часов;

- снизить длительность технологического цикла азотирования с 40 часов до не­скольких минут.

Лазерно-плазменная химико-термическая обработка (ХТО) поверхности имеет ряд существенных преимуществ перед существующими классическими методами хими­ко-термической обработки:

-  размеры обрабатываемой детали остаются в поле допуска за счет того, что нагрев детали не производится до высокой температуры;

- малая длительность технологического цикла,   которая при традиционных ме­тодах ХТО составляет несколько часов, что увеличивает технологическую трудоем­кость;

-  не вызывает рост зерна структуры металла, т.к. отсутствует длительный на­грев.

Преимущества перед известными аналогами

Высокая производительность, низкая энергоемкость, возможность локальной обработ-ки. Высокая экологическая чистота процесса.

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Технология обеспечивает получение стабильных результатов

Технико-экономический эффект

1. Снижение суммарной длительности технологического цикла в 37 раз. 2. Снижение материалоемкости на 25%, себестоимости - на 30%. 3. Снижение энергетических затрат на обработку одного коленвала на 81 кВт.

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

04.11.2004