02.10.2019
219.017.cff2

Способ термообработки высокопрочного чугуна оптическим квантовым генератором

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способам термической обработки металлов и может быть использовано для получения износостойких структур при изготовлении режущих частей и лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий из высокопрочного чугуна ВЧ50. Поверхность инструмента подвергают лазерному воздействию с мощностью пучка P=2,2 кВт и коэффициентом перекрытия пятна лазерного луча 0,3. Обрабатывают поверхность многоканальным CO-лазером с непрерывным режимом работы. Диаметр пятна излучения в зоне обработки формируют равным d=9 мм. Скорость перемещения лазерного луча υ=490 мм/с. Технический результат заключается в получении чистого отбеленного слоя высокой твердости глубиной 0,17 мм. 1 табл., 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам термической обработки металлов, в частности к способам получения износостойких структур при изготовлении рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

Известны высокоэнергетические лазерные и электроннолучевые импульсные обработки с эффективным модифицированием структуры приповерхностного слоя изделий из различных материалов (Ivanov Y.F., Rotshtein V.P., Proskurovsky D.I., Qrlov P.V., Polestchenko K.N., Ozur G.E., Goncharenko I.M. Pulsed electronbeam treatment of WC-TiC-Co hard-alloy cutting tools: wear resistance and microstructural evolution // Surface and coating technology, 2000. - V. 125. - P. 255-256). Сверхвысокие скорости нагрева (до 106 град/с) тонкого приповерхностного слоя материала (10-1 мм для лазерного и 10-4-10-3 мм для электронного пучков) до закритических температур и формирование предельных градиентов температуры (до 107-108 град/м), обеспечивающих охлаждение приповерхностного слоя за счет теплоотвода в основной объем материала со скоростью 104-109 град/с, определяют необходимые условия образования в приповерхностном слое неравновесных структурно-фазовых состояний. Последние характеризуются более высокими значениями плотности и дисперсности внутренней структуры по сравнению с исходным состоянием материала.

К недостаткам аналога следует отнести низкую стабильность получения равномерной глубины отбела поверхности чугунных рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

Известен способ лазерного упрочнения полой металлической заготовки, включающий воздействие лазерным лучом непрерывного действия на поверхность заготовки с образованием расплавленного слоя металла, воздействие лазерным лучом непрерывного действия осуществляют на по меньшей мере одну локальную зону металлической заготовки на заданную глубину с образованием на внешней и внутренней поверхностях стенки заготовки локальных зон переплава с функциональным градиентным слоем, при этом в начале переплава плавно увеличивают мощность лазерного луча от 2 до 10 кВт в течение 200 миллисекунд и плавно уменьшают мощность лазерного луча с 10 кВт до 0 за 400 миллисекунд в конце локального переплава, локальными зонами являются зоны детали, которые при работе подвергают фрикционному, коррозионному, эрозионному износу, металлическую заготовку при необходимости снятия напряжений после локального переплава дополнительно подвергают термической обработке печной или ТВЧ, источник лазерного луча используют в виде волоконного лазера, или твердотельного лазера, или CO2 - лазера, или диодного лазера, для заготовок толщиной свыше 8 мм для равномерности наружного и внутреннего участков переплава может применяться заглубление фокуса в диапазоне 1-4 мм (Патент РФ №2640516 C1, C21D 1/09, B23K 26/354, 09.01.2018 г).

К недостаткам аналога следует отнести то, что способ не предусматривает термообработку металлических поверхностей.

Известен способ обработки изделий из керамики на основе диоксида циркония. Суть способа заключается в том, что после спекания керамики на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, поверхность облучают 1-10 импульсами пучка электронов с энергией 15-30 кэВ, длительностью импульса 30-100 мкс и плотностью 40-100 А/см2 (Патент РФ №2287503 C1, С04В 41/80, С04В 35/48, 20.11.2006 г).

К недостаткам аналога следует отнести то, что способ не предусматривает термообработку металлических поверхностей.

В качестве прототипа выбран способ лазерной обработки пластически деформирующего инструмента из оксидной циркониевой керамики, при котором поверхность инструмента подвергают импульсному лазерному воздействию, каждая пачка импульсов которого формирует пятно лазерного луча с определенной мощностью пучка на образце, с коэффициентом перекрытия пятна лазерного луча в диапазоне от 0,1 до 0,9, при этом обработку проводят с частотой следования импульсов от 120 до 130 кГц, числом импульсов в пачке более 95 и мощностью пучка на образце от 12 до 13 Вт, поверхность инструмента подвергают импульсному лазерному воздействию с коэффициентом перекрытия пятна лазерного луча в диапазоне от 0,3 до 0,5. (Патент РФ №2612182 C1, С04В 41/91, В21С 3/02, 02.03.2017).

Недостатками прототипа является отсутствие условий для формирования стабильного по глубине отбеленного поверхностного слоя по всей поверхности режущей части рабочих органов.

Технической задачей данного изобретения является - повышение износостойкости и эксплуатационных характеристик лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий.

Технический результат - получение заданной стабильной глубины чистого отбеленного слоя глубиной 0,17 мм в режущей части рабочих органов почвообрабатывающих орудий из высокопрочного чугуна, повышение твердости.

Технический результат достигается способом термообработки высокопрочного чугуна оптическим квантовым генератором, при котором поверхность инструмента подвергают лазерному воздействию, формируя пятно лазерного луча с определенной мощностью пучка на образце, с коэффициентом перекрытия пятна лазерного луча в диапазоне от 0,1 до 0,9, при этом обрабатывают поверхности режущих частей и лезвий рабочих органов из высокопрочного чугуна ВЧ 50 многоканальным CO2 - лазером непрерывным режимом работы, формируют пятно лазерного луча на образце мощностью P=2,2 кВт, при этом диаметром пятна излучения в зоне обработки формируют равным d=9 мм, обрабатывают со скоростью перемещения υ=490 мм/с и коэффициентом перекрытия пятна лазерного луча 0,3.

Отличительные существенные признаки, влияющие на достижение заявленного технического результата:

- обработку проводят лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий из высокопрочного чугуна ВЧ 50;

- получение отбела осуществляли многоканальным CO2 - лазером непрерывным режимом работы, мощностью пучка на образце W=2,2 кВт, диаметром пятна излучения в зоне обработки d=9 мм, с коэффициентом перекрытия пятна лазерного луча 0,3 и скоростью перемещения υ=490 мм/с.

Оптимальные режимы способа определялись в процессе эксперимента на автоматизированном лазерно-технологическом комплексе АЛТКУ-3 (многоканальный CO2 - лазер).

Зональное структурирование отливок долота, обеспечивает их высокую износостойкость и сохранность остроты режущей кромки за счет высокой твердости отбеленного слоя и реализации эффекта самозатачивания при работе плуга, а также создает достаточный уровень сопротивления динамическим нагрузкам за счет бейнитной структуры в основном объеме детали.

Пример конкретного выполнения.

Исследование проводили на термически обработанных образцах (отливках) из чугуна ВЧ50. Режим термической обработки приведен в таблице.

Полученные в результате термической обработки структуры исследовали с помощью металлографического микроскопа «Neophot-21» на микрошлифах, травленых 4% ниталем. Локальную твердость упрочненных зон и отдельных структурных составляющих определяли с помощью прибора ПМТ-3. Общую твердость по Роквеллу, а также ударную вязкость по Шарли определяли стандартными методами по ГОСТ 9012-59, 9013-59 и 9454-78 соответственно. Микротвердость отбеленного ледебуритного слоя, сформированного на чугуне была примерно Н50=10210±1403 МПа. В процессе лазерного термоупрочнения удалось получить отбеленный слой глубиной 0,17 мм.

Таким образом, заявленный способ термообработки высокопрочного чугуна оптическим квантовым генератором обеспечивает получение заданной стабильной глубины чистого отбеленного слоя глубиной 0,17 мм в режущей части рабочих органов почвообрабатывающих орудий из высокопрочного чугуна, повышение твердости.

Способ термообработки высокопрочного чугуна оптическим квантовым генератором, включающий лазерное воздействие на поверхность инструмента, при котором формируют пятно лазерного луча с определенной мощностью пучка, отличающийся тем, что обрабатывают поверхность режущих частей и лезвий рабочих органов инструмента из высокопрочного чугуна ВЧ50 многоканальным CO-лазером с непрерывным режимом работы, формируют пятно лазерного луча с мощностью пучка P=2,2 кВт, при этом диаметр пятна лазерного луча в зоне обработки формируют равным d=9 мм, обрабатывают со скоростью перемещения υ=490 мм/с и коэффициентом перекрытия пятна лазерного луча 0,3.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 200.
13.01.2017
№217.015.7e23

Устройство предварительного обмолота зерна

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано при уборке зерновых культур. Устройство предварительного обмолота зерна содержит корпус, битер с пальчиковым механизмом и рабочие элементы, зафиксированные средством крепления на кронштейне с L-образным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601226
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.8733

Ременная передача

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к ременным передачам. Ременная передача содержит ведущий и ведомый шкивы, ремень и натяжное устройство. Натяжное устройство выполнено из двух рычагов, соединенных между собой соседними концами при помощи шарнира. На оси шарнира...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603288
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.9155

Способ повышения жизнеспособности телят в неонатальный период

Изобретение относится к биотехнологии. Способ повышения жизнеспособности телят в неонатальный период предусматривает введение сухостойным коровам до предполагаемого отела средства, воздействующего на жизнеспособность новорожденных телят. В качестве средства используют живую культуру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605638
Дата охранного документа: 27.12.2016
25.08.2017
№217.015.9bdf

Способ получения нардека

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способу получения арбузного меда - нардека. Способ предусматривает упаривание сока спелых арбузов в вакуумно-выпарном аппарате при рабочем давлении пара 0,4 МПа, рабочем разрежении в корпусе 0,03 МПа и температуре 70°С в течение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609971
Дата охранного документа: 07.02.2017
25.08.2017
№217.015.9bf5

Способ возделывания тыквы в богарных условиях при оптимальной площади питания растений

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ включает уборку предшественника, лущение стерни и измельчение пожнивных остатков предшественника, внесение удобрений перед основной обработкой почвы, вспашку с оборотом пласта, покровное боронование для выравнивания рельефа поля и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609902
Дата охранного документа: 07.02.2017
25.08.2017
№217.015.9bfd

Картофелеуборочный комбайн

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Комбайн содержит нож для обрезки ботвы, расположенный перед установленным под острым углом к горизонтальной плоскости транспортером, и устройство для подкапывания корнеплодов, размещенное ниже ножа, которое выполнено в виде лемеха,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609969
Дата охранного документа: 07.02.2017
25.08.2017
№217.015.9c05

Способ определения вероятной овуляции у коров

Изобретение относится к ветеринарии, в частности к ветеринарному акушерству, и может быть использовано в целях экспресс-диагностики по слюне полового цикла в репродуктивной системе коров. Способ определения оптимального срока овуляции у коров включает исследование слизи, при этом забор слизи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609906
Дата охранного документа: 07.02.2017
25.08.2017
№217.015.9c1c

Устройство для очистки плодов и корнеплодов от кожуры

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано на предприятиях при очистке овощей и корнеплодов от кожуры. Устройство содержит раму, бункер и барабан. Дополнительно содержится кран подачи воды, насос, емкость для сбора кожуры с установленным в ее верхнюю часть съемным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609903
Дата охранного документа: 07.02.2017
25.08.2017
№217.015.9c27

Машина для внесения в почву твердых органических удобрений

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для измельчения и внесения в почву твердых органических удобрений, Машина включает смонтированный на шасси кузов с расположенным в нем транспортером и измельчающий орган. Измельчающий орган выполнен в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609908
Дата охранного документа: 07.02.2017
25.08.2017
№217.015.9c3b

Режущий аппарат

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для скашивания сельскохозяйственных культур. Режущий аппарат содержит пальцевый брус с пальцами и противорежущими пластинами, нож с приводом, направляющие короба, ведущую и ведомую звездочки и защитный щиток....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002609907
Дата охранного документа: 07.02.2017
Показаны записи 1-10 из 162.
20.08.2013
№216.012.5e82

Почвообрабатывающее орудие

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для глубокого рыхления почвы. Почвообрабатывающее орудие состоит из рамы и стоек с внутрипочвенным изгибом. Наклон стойки направлен в сторону полевого обреза. Стойка имеет нож, башмак с накладным долотом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489826
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.12.2013
№216.012.8ecd

Плуг-рыхлитель

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Плуг-рыхлитель содержит смонтированные на раме отвальные корпуса, каждый из которых состоит из стойки, лемеха, отвала, безотвального рыхлителя с долотом, переставляемые по высоте вдоль стойки. Рыхлитель прикреплен к стойке с боку,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502250
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.01.2014
№216.012.9520

Пневмогидравлический привод

Изобретение относится к космической и ракетной технике и может быть использовано для приведения в действие органов управления летательных аппаратов или механизмов одноразового действия, используемых после длительного хранения в состоянии готовности к действию. Пневмогидравлический привод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503870
Дата охранного документа: 10.01.2014
27.09.2014
№216.012.f97c

Удобрение-мелиорант

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Удобрение-мелиорант включает в качестве основы иловой осадок после биологической очистки канализационных сточных вод с добавлением глауконитового песка, причем использован иловой осадок после его обработки ферментно-кавитационным методом, при этом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529705
Дата охранного документа: 27.09.2014
27.10.2014
№216.013.0292

Способ подготовки парового поля

Изобретение относится к области сельского хозяйства и мелиорации почв. Способ включает внесение органических и/или минеральных удобрений и гербицидов, зяблевую и поверхностную обработки почвы. Дополнительно применяют удобрения-мелиоранты, которые вносят в виде мульчирующего слоя после зяблевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532056
Дата охранного документа: 27.10.2014
20.11.2014
№216.013.0665

Способ полосной глубокой обработки почвы и орудие для его осуществления

Способ включает прорезание щели, разгребание в стороны полевых остатков с одновременным рыхлением на заданную ширину, внесение удобрений на регулируемую глубину и прикатывание обработанной полосы. Рыхление производится на требуемую глубину с ограничением зоны распространения деформации в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533038
Дата охранного документа: 20.11.2014
20.01.2015
№216.013.1e55

Способ возделывания овощных и бахчевых культур

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к овощеводству и бахчеводству, и может быть использовано для выращивания различных растений при наличии и отсутствии регулярного орошения. Способ возделывания овощных и бахчевых культур включает размещение семени в смеси почвы и удобрений в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539206
Дата охранного документа: 20.01.2015
20.03.2015
№216.013.34a3

Орудие для регулируемой полосной глубокой обработки почвы

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к почвообрабатывающим орудиям. Орудие для регулируемой полосной глубокой обработки почвы содержит регулируемый по высоте чизельный рыхлитель. На чизельный рыхлитель устанавливаются сменные долота или стрельчатые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544950
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.04.2015
№216.013.3e8f

Устройство водоочистки

Изобретение относится к устройствам для разделения неоднородных жидких сред. Устройство водоочистки включает гидроциклон с питающим и сливным патрубками, фильтрующий элемент, расположенный во внутренней части гидроциклона, нижний конец которого заглушен, а на верхнем, посредством резьбы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547503
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3f78

Амортизатор

Изобретение относится к машиностроению. Амортизатор содержит упругий и нажимной элементы. Упругий элемент выполнен в виде концентрически установленных цилиндрических эластичных оболочек. Внутренняя и наружная оболочки скреплены по торцам посредством окантовок. Нижняя окантовка соединена с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547736
Дата охранного документа: 10.04.2015

Похожие РИД в системе