Wyniki 1-10 spośród 14 dla zapytania: authorDesc:"Marta Paczkowska"

Możliwości modyfikacji struktury i własności warstwy powierzchniowej elementów maszyn przez borowanie laserowe

Czytaj za darmo! »

W pracy przedstawiono wpływ obróbki laserowej na strukturę i zużycie warstw powierzchniowych. Materiał do badań stanowiło żeliwo sferoidalne szeroko stosowane np. w przemyśle motoryzacyjnym. Do obróbki wykorzystany został technologiczny laser molekularnego CO2 firmy Trumph. Dobór parametrów obróbki laserowej pozwolił uzyskać różne szybkości chłodzenia podczas przeprowadzanej modyfikacji. Ocen[...]

Wpływ parametrów obróbki laserowej na budowę warstwy powierzchniowej żeliwa sferoidalnego

Czytaj za darmo! »

Bardzo często o zastosowaniu odlewów z żeliw szarych przesądza to, że są one około dwukrotnie tańsze od odlewów staliwnych, posiadając jednocześnie dostateczne właściwości wytrzymałościowe [1]. Do rozpowszechnienia żeliwa w wielu gałęziach przemysłu przyczyniło się opracowanie technologii otrzymywania grafitu w formie sferoidalnej. Żeliwo to odznacza się właściwościami mechanicznymi bliskimi właściwościom staliw węglowych [2]. Z żeliwa sferoidalnego są wykonywane przede wszystkim odlewy dla przemysłu motoryzacyjnego na części, np. korbowody, wały korbowe, wałki rozrządu, koła zębate, tuleje, pierścienie tłokowe tłoki, cylindry [1÷3]. Niektóre części z wymienionych elementów narażone są podczas pracy na różnego rodzaju intensywne zużycia. Ich powierzchnie robocze narażone są na[...]

Ocena skutków laserowego ulepszania cieplnego warstwy powierzchniowej elementów z żeliwa sferoidalnego

Czytaj za darmo! »

Rozwój metod modyfikacji warstw powierzchniowych elementów żeliwnych wiąże się z szerokim zastosowaniem tych materiałów oraz występującymi niekiedy potrzebami nadania określonych właściwości warstwy powierzchniowej innych od właściwości rdzenia. Obróbka powierzchniowa żeliw jest obecnie rozwijana w wielu kierunkach, np. związanych z nakładaniem powłok [1] czy też uszlachetnianiem powierzchniowym plazmą łuku elektrycznego [2]. Laserową obróbkę cieplną (LOC) stosuje się do różnego rodzaju modyfikacji warstwy powierzchniowej stopów metali i nie tylko [3÷5]. Obróbka ta, stosowana do elementów ze stopów żelaza, jest w znacznym zakresie poznanym i efektywnym sposobem konstytuowania ich warstw powierzchniowych. Większość obróbek powierzchniowych, w tym żeliw, ma na celu utwardzanie warstwy powierzchniowej. W przypadku LOC żeliw zazwyczaj jest to na przykad hartowanie ze stanu stałego, ciekłego czy też stopowanie [3, 6÷9]. W przeciwieństwie do hartowania laserowego niewiele jest badań poświęconych całemu procesowi ulepszania cieplnego (lub utwardzania cieplnego) dotyczącemu warstwy powierzchniowej. Powoduje to dość umiarkowaną ilość informacji w literaturze przedmiotu na temat drugiego etapu tego procesu, a mianowicie odpuszczania powierzchniowego. Dotyczy to obróbki odpuszczania powierzchniowego w ogóle, a tym bardziej za pomocą LOC. Odpuszczanie laserowe stwarza szereg możliwości [3]. Pozwala lokalnie polepszyć plastyczność czy udarność, np. w miejscach mocowań różnych części, obniżyć wartość lub zmienić rozkład naprężeń hartowniczych powstałych w wyniku innych obróbek powierzchniowych. Wysokie odpuszczanie laserowe zalecane jest dla elementów maszyn pracujących przy obciążeniach dynamicznych w niskiej temperaturze, gdzie szczególnie powinno zapobiegać się spiętrzaniu naprężeń, np. po hartowaniu laserowym. W przypadku stali węglowych obróbka ta pozwala uzyskać właściwości mechaniczne porównywalne z odpuszczanymi konwencjonalnie st[...]

Analiza możliwości selektywnego kształtowania warstwy wierzchniej elementów żeliwa sferoidalnego za pomocą krzemowania laserowego

Czytaj za darmo! »

Żeliwo sferoidalne cieszy się szerokim i ciągle rosnącym zastosowaniem w wielu branżach budowy maszyn i urządzeń. Przykładem mogą tu być odlewy dla przemysłu motoryzacyjnego. Żeliwo sferoidalne odznacza się właściwościami mechanicznymi bliskimi właściwościom mechanicznym staliw węglowych. Poza tym charakteryzuje się lepszą od stali zdolnością tłumienia drgań, większą przewodnością cieplną, mniejszą o 10% gęstością, a także mniejszą wrażliwością na działanie karbu. Odlewy z tego żeliwa wypierają odlewy staliwne, a nawet odkuwki ze stali. Tworzywo to wykorzystuje się na koła zębate, tuleje cylindrowe, wały korbowe, korbowody, wałki rozrządu, pierścienie tłokowe i inne elementy silników i maszyn. Niektóre fragmenty wymienionych elementów są narażone podczas pracy na intensywne zużycie i korozję. Wymaga się więc od nich odpowiednich właściwości warstwy wierzchniej. Laserowa obróbka cieplna (LOC) jest jedną z metod znajdujących zastosowanie w modyfikacji warstwy wierzchniej elementów z różnych materiałów, ale przede wszystkim stopów metali [1÷5]. Pozwala ona na selektywną modyfikację tylko tych fragmentów części maszyn, które podczas pracy najbardziej są narażone na intensywne zużycie w wyniku tarcia czy korozji. W wielu przypadkach lokalna zmiana właściwości warstwy wierzchniej jest niezbędna. Dotychczasowe badania wykazały, że dużą twardość warstwy wierzchniej żeliw sferoidalnych można uzyskać po przetapianiu laserowym. Warstwy takie charakteryzują się drobnoziarnistością i dużym stopniem ujednorodnienia mikrostruktury. Wykazano, że składają się one z martenzytu, cementytu, austenitu szczątkowego, a także niewielkich ilości nierozpuszczonego grafitu podczas laserowej obróbki cieplnej [6]. Z kolei badania tribologiczne i hamowniane dowiodły bardzo korzystnego wpływu hartowania laserowego na trwałość różnych elementów silnika, np. czopów wału korbowego, czopów oraz krzywek wałka rozrządu, powierzchni roboczych popychacza i innych [...]

Analiza wpływu stopowania laserowego na mikrostrukturę warstwy wierzchniej żeliw szarych DOI:10.15199/28.2015.3.9


  Niektóre części żeliwnych elementów pojazdów samochodowych powinny się charakteryzować warstwami wierzchnimi o dużej odporności na zużycie w wyniku tarcia, a także korozję czy działanie wysokiej temperatury. Celem tych badań była ocena możliwości wytworzenia w powszechnie stosowanych żeliwach szarych warstw wierzchnich wzbogaconych o pierwiastki stopowe zwiększające między innymi żarowytrzymałość, a mianowicie bor, krzem i koblat. Badania stopowania laserowego wykonano za pomocą lasera molekularnego CO2 firmy TRUMPF o maksymalnej mocy 2600 W i modzie TEM01. Obróbkę przeprowadzono z parametrami umożliwiającymi uzyskanie dużych szybkości chłodzenia powstałych stref stopowanych. Zastosowano gęstość mocy wiązki laserowej w zakresie 0,82÷2,70·105 W/cm2 oraz czas jej oddziaływania wiązki na materiał od 10 do 30 ms. Badania mikrostruktury powstałych warstw przeprowadzono za pomocą mikroskopu świetlnego i elektronowego. Za pomocą mikroanalizy rentgenowskiej zidentyfikowano implementowane pierwiastki. Natomiast badania z użyciem dyfraktometru rentgenowskiego umożliwiły analizę powstałych faz. Twardość warstw określono za pomocą mikrotwardościomierza sposobem Vickersa. W wyniku przeprowadzonej obróbki polegającej na stopowaniu borem i krzemem oraz borem, krzemem i kobaltem w każdym z wariantów w warstwie wierzchniej żeliw stwierdzono powstanie strefy stopowanej o drobnoziarnistej mikrostrukturze i charakterze zbliżonym do zahartowanego żeliwa białego. Pod strefą stopowaną odnotowano występowanie strefy przejściowej (z elementami przetopionymi i nieprzetopionymi podczas obróbki) oraz strefy zahartowanej ze stanu stałego. Średnia twardość stref stopowanych wynosiła 1200÷1700 HV0,1 w zależności od zastosowanych parametrów obróbki laserowej. Przyczyną nawet 8-krotnego zwiększenia twardości stopowanej strefy (w porównaniu z osnową materiału rodzimego) była między innymi drobnokrystaliczna mikrostruktura oraz utworzenie się silnie przesyconych roztworów [...]

Porównanie efektów borowania laserowego i dyfuzyjnego elementów z żeliwa sferoidalnego z wykorzystaniem spektroskopii elektronów Auger

Czytaj za darmo! »

Żeliwa sferoidalne, ich właściwości i możliwości zastosowania, są przedmiotem wielu prac [1÷7]. Ze względu na połączenie bardzo dobrych właściwości technologicznych, wytrzymałościowych (bliskich właściwościom staliw węglowych), dobrych właściwości plastycznych, elementy z żeliwa sferoidalnego znalazły szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu: motoryzacyjnego, maszyn rolniczych [8], a ich znacznie niższy koszt produkcji powoduje, iż wypierają one elementy staliwne, a nawet stalowe [9]. Niektóre części tych elementów narażone są na bardziej intensywne zużycie przez tarcie, a czasami również na korozję. W związku z tym wymagane jest zapewnienie (bardzo często tylko lokalnie) odpowiednich właściwości użytkowych ich warstwy powierzchniowej. Jedną z metod pozwalających na [...]

Znaczenie właściwości cieplnych żeliw w kształtowaniu ich warstwy powierzchniowej podczas laserowej obróbki cieplnej

Czytaj za darmo! »

Żeliwa, a w szczególności żeliwa z grafitem, w przemyśle motoryzacyjnym, czy też maszyn rolniczych, cieszą się ciągłym zainteresowaniem [1]. Związane jest to na przykład z ich dostatecznymi właściwościami mechanicznymi (czasem lepszymi od staliw i bliskim stalom, np. żeliwa sferoidalne), dobrą zdolnością tłumienia drgań. Ale również wiąże się to z rozwojem technologii ich wytwarzania i obróbek powierzchniowych stwarzających nowe możliwości zastosowania. Jedną z takich obróbek jest laserowa obróbka cieplna. Samo przetapianie laserowe umożliwia wytworzenie warstw powierzchniowych o drobnoziarnistej strukturze zahartowanego żeliwa białego charakteryzujące się dużą mikrotwardością - 3÷4-krotnie większą w porównaniu z twardością materiału rdzenia [2÷5]. Przetapianie laserowe poza zwiększeniem mikrotwardości pozwala uzyskać zwiększenie odporności na różnego rodzaju zużycia (między innymi erozyjne i korozyjne), a w konsekwencji zwiększenie trwałości elementu [3, 5]. Konstytuowanie warstw powierzchniowych za pomocą laserowej obróbki cieplnej (LOC) i uzyskiwanie pożądanego efektu, czyli tzw. parametrów wyjściowych (skład chemiczny i struktura, zasięg zmian, właściwości użytkowe, stan powierzchni) wymaga poznania szeregu różnych czynników oddziałujących na ten końcowy efekt. Stanowią je parametry tzw. wejściowe, jak parametry wiązki laserowej i związany z tym rodzaj lasera, długość fali wiązki, rozkład energii w wiązce oraz parametry związane z nadmuchem gazu. Wpływ mają również czynniki związane z obrabianym elementem, takie jak stan jego powierzchni, właściwości fizyczne (np. gęstość, temperatura topnienia), czy właściwości cieplne materiału (np. ciepło właściwe, czy też przewodnictwo cieplne) [4]. Nie bez przyczyny wpływ parametrów wiązki laserowej na uzyskiwane efekty w warstwie powierzchniowej jest szeroko analizowane. Stosując parametry, takie jak moc wiązki laserowej P, W, jej promień r, m, czas oddziaływania na materiał t, s, m[...]

Ocena odporności na zużycie stopowanych laserowo czopów wału korbowego z żeliwa sferoidalnego

Czytaj za darmo! »

Ferrytyczno-perlityczne żeliwo sferoidalne stosowane na wały korbowe i wały rozrządu poddaje się różnym obróbkom zwiększającym twardość ich warstwy powierzchniowej. Można do nich zaliczyć azotowanie, nawęglanie, węgloazotowanie dyfuzyjne, zabielanie, hartowanie powierzchniowe [1]. Dla wałów korbowych, których czopy są narażone na różnego rodzaju zużycia przez tarcie [2], ale przede wszystkim na zużycie adhezyjne, nowe możliwości obróbki powierzchniowej daje laserowa obróbka cieplna (LOC). Badania tribologiczne i hamowniane dowiodły bardzo korzystnego wpływu LOC na trwałość elementów silnika T359E hartowanych laserowo, np. czopów wału korbowego, czopów oraz krzywek wałka rozrządu, powierzchni roboczych popychacza i innych elementów układu rozrządu (odnotowano średnio 1,5÷2-krotne zmniejszenie zużycia), co stanowi dobrą przesłankę do podjęcia dalszych badań eksploatacyjnych [3]. Wyniki tych badań pozwalają wnioskować, iż słuszne wydaje się podjęcie próby oceny efektu stopowania laserowego czopów wału korbowego wykonanego z żeliwa sferoidalnego. Taką obróbkę stosuje się w celu modyfikacji warstw powierzchniowych różnych elementów maszyn i urządzeń w tym również wykonanych z materiałów żeliwnych [3÷5]. Dotychczasowe badania własne wykazały, że warstwy powierzchniowe powstałe na żeliwach sferoidalnych w wyniku borowania laserowego charakteryzują się mikrostrukturą wzbogaconą o twarde i odporne na korozję borki żelaza Fe2B [7, 8], których zalety są wykorzystywane w elementach poddawanych przede wszystkim borowaniu dyfuzyjnemu [9]. Takie warstwy powierzchniowe otrzymane metodą stopowania laserowego powinny powodować wzrost odporności na zużycie obrobionego elementu maszyny. Zastosowanie boru jako pierwiastka stopowego przy LOC pozwoliło poprawić odporność na zużycie w przypadku żeliw sferoidalnych. Wykazano 20-krotnie mniejszy ubytek masy próbek żeliwnych po borowaniu laserowym w porównaniu z próbkami nieobrobionymi w przeprowadzon[...]

Badania nad stopowaniem laserowym warstw wierzchnich elementów cylindrycznych z żeliwa sferoidalnego

Czytaj za darmo! »

Jednym z coraz szerzej stosowanych materiałów w budowie maszyn, szczególnie w przemyśle motoryzacyjnym i maszyn rolniczych, jest żeliwo sferoidalne. Rosnący zakres zastosowania wynika z szeregu korzystnych właściwości tego materiału, takich jak: lepsza od stali zdolność tłumienia drgań, większa przewodność cieplna, mniejsza o 10% gęstość, a także mniejsza wrażliwość na działanie karbu (przy właściwościach mechanicznych bliskich stalom). Żeliwa sferoidalne wykorzystuje się między innymi na elementy skrzyń biegów, koła zębate, tuleje cylindrowe, wały korbowe, wałki rozrządu. Niektóre fragmenty tych elementów powinny charakteryzować się warstwami wierzchnimi o zwiększonej odporności na zużycie, np. czopy w przypadku wałów korbowych czy wałków rozrządu. Laserowa obróbka cieplna (LOC) znajduje zastosowanie do modyfikacji warstw wierzchnich elementów z różnych materiałów, ale przede wszystkim stopów metali [1÷4]. Pozwala na lokalną modyfikację tylko tych fragmentów części maszyn, które są najbardziej narażone podczas pracy na intensywne zużycie w wyniku tarcia lub korozji. Taka miejscowa zmiana właściwości warstwy wierzchniej jest w wielu przypadkach całkowicie wystarczająca, a nawet czasami wymagana. Dotychczasowe badania wykazały, że warstwy wierzchnie żeliw sferoidalnych, np. po przetapianiu laserowym, mogą osiągnąć mikrotwardość od 700 do 1300 HV0,1 w zależności od zastosowanych parametrów LOC. Mikrostruktura tych warstw jest drobnoziarnista i cechuje się dużym stopniem ujednorodnienia. Wykazano, że warstwy składają się z martenzytu, cementytu, austenitu szczątkowego, a także niewielkich ilości grafitu [5]. Jeszcze większą mikrotwardość i lepszą odporność na korozję warstwy wierzchnie żeliw mogą uzyskiwać po stopowaniu laserowym (np. borowaniu) [5÷7]. W wyniku borowania laserowego mikrostruktura jest wzbogacana o twarde i odporne na korozję borki żelaza Fe2B [5, 6]. Zalety borków żelaza są wykorzystywane przede wszystkim w war[...]

 Strona 1  Następna strona »