Armuojantys elementai ir jų medžiagos

1. Paviršių sukietinimas lazeriu
Sukietinant lazeriu intensyvus koncentruotas lazerio spinduliuotės pluoštas (sufokusuotas nuo milimetro dalių iki kelių milimetrų paviršiaus plote) veikia apdirbamo metalo paviršiaus sritį, kuri sugeria spinduliuotę paviršiniame sluoksnyje ir greitai įkaista iki aukštos temperatūros, viršijančios kritines A1 , A3 reikšmes. Nustojus veikti lazerio spinduliuote, įkaitęs paviršius dėl šiluminio laidumo į medžiagos gylį greitai ataušta, dalis šilumos atiduodama į aplinką.
Dėl greito metalo paviršiaus aušinimo susidaro martensitinė struktūra. Lazerio spinduliuote sukietintas sluoksnis, laipsniškai pereinantis iš smulkiagrūdės struktūros į pradinę, eksploatuojant yra labai patvarus. Tradiciniais būdais sukietintas (pavyzdžiui, aplydytas kietlydinio milteliais arba metalizuotas) detalių paviršius palyginti greitai ištrupa arba sutrūkinėja dėl jį veikiančių dinaminių apkrovų ir smūgių.
Lazeriniam sukietinimui būdingas trumpalaikis poveikis leidžia išvengti detalės deformacijų. Šiluminis poveikis keičiamas plačiose ribose, reguliuojant lazerio spinduliuotės intensyvumą ir apdirbimo režimus. Reguliuojant kaitinimo ir aušinimo greitį ir metalo buvimo aukštoje temperatūroje trukmę, galima gauti reikiamą detalės struktūrą ir atitinkamas savybes. Šiuo būdu galima sukietinti detalių trynimosi paviršius (ypač, kai reikia termiškai apdoroti sunkiai prieinamas vietas), pjovimo įrankių darbines briaunas, keisti kietinamojo sluoksnio gylį nepažeidžiant geometrinių matmenų (tai ypač svarbu tiksliųjų prietaisų ir mechanizmų gamyboje) ir kt. Be to, lazeriu galima sukietinti atskiras detalės vietas po konstrukcijos ar mašinos mazgų surinkimo.
Lazerio spinduliuote švitinant atitinkamas detalės vietas azoto dujose, susidaro metalo nitrido dangos. Tą pačią operaciją atliekant anglies dioksido (CO2 ) aplinkoje, gaunamos metalo karbido dangos. Nitrido karbido dangomis galima sukietinti chirurgijoje, stomatologijoje ir kitose medicinos srityse naudojamus instrumentus (jie tampa 2–3 kartus patvaresni, ilgiau laiko). Panašiai kietinami žemės ūkio mašinų, automobilių mazgai, guoliai ir kitos detalės, ypač tada, kai reikia termiškai apdoroti sunkiai prieinamas vietas, lokaliai sukietinti jų paviršių.
Naudojami du lazerinio sukietinimo būdai:
• Paviršinis sluoksnis įkaitinamas nepažeidžiant apdirbamo paviršiaus mikrogeometrijos. Šiuo atveju paviršius sukietėja dėl martensitinio virsmo, esant dideliems įkaitinimo ir aušinimo greičiams.
• Paviršius išsilydo tam tikrame gylyje. Sukietintą sluoksnį sudaro perlydyta ir grūdinimo sritys. Šis būdas netinka termiškai apdorotiems įrankiniams plienams.
Lazerinio apdirbimo rūšis (impulsinis ar nuolatinis) ir kitos sąlygos priklauso nuo įrankio pjovimo briaunos formos ir dydžio, dilimo tipo, įrankio tipo ir kt.
Impulsiniu apdirbimu sukietinami štampų elementų (puansonų, matricų) darbiniai paviršiai, presformų, kuriomis gaminamos nedidelės detalės, plokštumos. Naudojami režimai, kurie nepažeidžia prieš tai buvusio paviršiaus glotnumo. Paviršių kokybei pagerinti apdirbama argono terpėje. Po lazerinio sukietinimo štampų ir presformų atsparumas dilimui padidėja 1,5–3 kartus. Sukietinimo efektyvumas priklauso nuo štampo (presformos) konstrukcijos, štampo elementų ir medžiagos markės.
Sukietinant nuolatinės veikos technologiniais lazeriais, gaunamas storesnis ir tolygesnis sukietintas sluoksnis, procesas vyksta 2–4 kartus sparč...