Մակերեւութային կոմպոզիտային մշակման տեխնոլոգիա՝ զուգորդված բարձր հաճախականությամբ ինդուկցիոն ջեռուցման հետ

ՆԱԽԱԲԱՆ

Բարձր հաճախականությամբ ինդուկցիոն ջեռուցման ջերմամշակման մեթոդը օգտագործում է էլեկտրական էներգիա, և CO2 արտանետումը ավելի քիչ է, քան սովորական ջերմային բուժումը, ինչպիսիք են ածխաջրացումը և մարումը, ուստի այն մաքուր ջերմային բուժման մեթոդ է: Բարձր հաճախականության ինդուկցիոն ջեռուցումը կարող է օգտագործվել արագ կարճ ժամանակում: վերամշակված մասի ջեռուցում, տեղային ջեռուցում և մակերեսային ջեռուցում, ուստի այն օգտագործվում է մակերևույթի կարծրացման համար և մեծ դեր է խաղում մեխանիկական մասերի մանրացման գործում: Բարձր հաճախականության ջերմային բուժումը աշխատանքային մասի տաքացման և հովացման առցանց բուժումն է մեկ առ մեկ: Այսպիսով, ջերմային մշակման կայուն որակը կարելի է ձեռք բերել, և ջերմային մշակումից հետո աշխատանքային մասը ունենում է փոքր դեֆորմացիա, որը ջերմային բուժման մեթոդ է՝ կայուն և փոքր դեֆորմացիայի բնութագրերով: հաճախականությամբ ջերմամշակման սարքը, ընդամենը 0.5 վրկ-ով, կարող է աշխատանքային մասի մակերեսը դարձնել ավստենիտիկ և հանգցնել: SRIQ: Այն ոչ միայն ունի կայունության վերը նշված բնութագրերը: ty և փոքր դեֆորմացիա, բայց նաև կարող է ավելացնել բարձր մնացորդային սեղմման լարվածություն աշխատանքային մասի մակերևույթին և դարձնել մշակված մասի մակերեսը նուրբ բյուրեղացած՝ բարձրացնելու գործվածքի հոգնածության ուժը:

Այնուամենայնիվ, բարձր հաճախականությամբ ջերմային մշակումը և մասերի աշխատանքը բարելավելու համար մեկ ջերմային բուժման այլ մեթոդները սահմանափակ են: Հետևաբար, մասերի աշխատանքի հետագա բարելավման նպատակով ուսումնասիրվել են կոմպոզիտային ջերմային մշակման և մակերեսի ձևափոխման մշակման տեխնոլոգիան:

2. Կոմպոզիտային ջերմամշակման տեխնոլոգիա, որը ձևավորվել է SRIQ-ի կողմից՝ զուգակցված մակերեսային ջերմամշակման հետ

2.1 «PALNIP» վերամշակում

PALNIP-ը (աղի բաղնիքի փափուկ նիտրացման SRIQ) աղի բաղնիքի փափուկ նիտրացման և մակերեսային հակաօքսիդացման բուժման կոմպոզիտային ջերմամշակման տեխնիկա է՝ համակցված SRIQ-ի հետ: Որպես օրինակ վերցնելով PALNIP-ի կողմից մշակված SCM440 կոփված պողպատը, հատվածի հյուսվածքներից նկատվեց, որ մակերևույթի հակաօքսիդացման և SRIQ մշակման ազդեցությունը ստիպել է աշխատանքային կտորը կարծրացնել բարձր հաճախականությամբ, բայց նիտրիդային շերտը մնացել է նույն վիճակում, ինչ աղ-բաղնիքի փափուկ նիտրացման բուժում: SCM440-ը նիտրացվում է SRIQ-ից առաջ՝ նվազեցնելու FE-CN համակարգի ավստենիտի անցման կետը: Հետևաբար, SRIQ-ի մշակումը կարող է իրականացվել ավելի ցածր ջերմաստիճանում, քան սկզբնական SRIQ-ի տաքացման ջերմաստիճանը, ինչը մեծ ազդեցություն ունի աշխատանքային մասի մակերեսի վրա մնացորդային նիտրիդային շերտի վրա:

Վերոնշյալ PALNIP-ով մշակված նյութերի վրա կատարվել են գլանափաթեթային դենուդացիայի փորձարկումներ: Համեմատություն անելու համար պատրաստվել են SCM440 պողպատի միայն աղ-բաղնիքի փափուկ նիտրիդային մշակման նմուշը (N նյութ) և SCM420 պողպատի վակուումային կարբյուրացման և մարման մշակման նմուշը (VCQ նյութ): N նյութի ազոտի դիֆուզիոն կարծրացած շերտի հաստությունը մոտ 0.4 մմ է, իսկ մակերեսի կարծրությունը՝ մոտ 600 HV: PALNIP նյութը, որը մշակվել է հակաօքսիդանտ SRIQ-ով, բարձրացրել է իր մակերեսի կարծրությունը մինչև 800HV՝ ցրված ազոտի մարման և կարծրացնող ազդեցության պատճառով: PALNIP նյութը ձևավորել է միատեսակ: բաղադրյալ շերտ և կարծրացած շերտ մակերեսի վրա՝ աղի բաղնիքում փափուկ ազոտավորման պատճառով, իսկ կարծրացած շերտի հաստությունը մեծացել է SRIQ մշակման շնորհիվ: Բացի այդ, PALNIP-ի մակերեսն ունի ավելի բարձր մնացորդային սեղմման լարվածություն, քան ջերմային մշակված այլ նյութերը:

Տարբեր նյութերի գլանափաթեթավորման փորձարկման արդյունքներ (փորձարկման պայմաններ. պտտման համարը 1500r/min; սահելու արագությունը 40% է; յուղի ջերմաստիճանը 80 ℃; յուղ Nissan ATF D-ի համար – Ⅲ; մեծ գլանափաթեթի նյութը SCM420 կարբյուրացված և մարված մակերես է: մանրացում: Մեծ գլանակը բարձրացվում է 300 մմ: Յուրաքանչյուր մակերևույթի ճնշման տակ N նյութի մերկացման կյանքը ավելի քիչ է, քան այլ ջերմային մշակված նյութերի: , կարծրացնող շերտը շատ բարակ է: PALNIP նյութը ունի հաստ կարծրացնող շերտ, ուստի նյութի ամրությունը և դենդուդացիոն կյանքը զգալիորեն բարելավվում է, ինչը հավասար է կամ ավելի լավ, քան VCQ նյութը: Բացի այդ, PALNIP նյութի խաչմերուկը նմուշը, որը գլորվել է 107 անգամ, իսկ առավելագույն մակերևութային ճնշումը եղել է 2950 ՄՊա, փորձարկվել է փորձանմուշի ամբողջ մակերևույթի վրա բարդ շերտերի առկայությունը հաստատելու համար: Հետևաբար, ամրության և կյանքի մեծացման պատճառներըPALNIP նյութից հետևյալն են. 1) բաղադրյալ շերտը նվազեցնում է շփման գործակիցը գլանափաթեթի ճնշման փորձարկման ժամանակ. կարծրացած FE-CN Martensite շերտը, որը կարող է արգելակել նյութի փափկացումը կոփման միջոցով:

PALNIP-ի մշակման տեխնոլոգիան մեծացնում է կարծրացած շերտի հաստությունը՝ միաժամանակ ապահովելով միատարր բաղադրյալ շերտ մշակված նյութի մակերեսին, այդպիսով ապահովելով լավ դիմադրություն մերկացման նկատմամբ: SRIQ մշակման շնորհիվ ստացվում է մեծ հաստությամբ կարծրացած շերտ, այնպես որ մշակված նյութն ունի գերազանց հոգնածության դիմադրություն: PALNIP գործընթացն արդեն օգտագործվում է ավտոմոբիլային որոշ բաղադրիչներում և շարժվում է դեպի հետագա կիրառություն:

2.2 Սուպեր մշակման SRIQ

SRIQ մշակումը կոմպոզիտային ջերմամշակման տեխնոլոգիա է, որն օգտագործում է շփման մշակման մեթոդը՝ մշակված նյութը գերուժեղ վերամշակմամբ, այնուհետև SRIQ մշակմամբ: Շփման մշակումը մակերևույթի փոփոխման մեթոդ է, որը սեղմում է մշակման գործիքը մշակված նյութի մակերևույթի վրա, կատարում շփում և մշակված նյութի մակերևույթի վրա ձևավորում նանոբյուրեղային ուլտրակառույց: Գերուժեղ վերամշակման SRIQ մեթոդը նոր կոմպոզիտային մշակման գործընթաց է, որի ժամանակ SRIQ մշակումից հետո պահպանվում է նանոմետրային հատիկների ուլտրակառուցվածքը և խորը կարծրացնող շերտ է ձևավորվում ուլտրակառույցի տակ՝ շնորհիվ SRIQ մշակման: Վերամշակված նյութերի պտտման հոգնածության ժամկետը կարող է բարելավվել՝ օգտագործելով այս գործընթացը: S45C պողպատը մշակվել է CNC խառատահաստոցով գերուժեղ մշակման համար (խառատահաստոցի պտտման համարը 1600r/min, սեղմման բեռը 1500N) և այնուհետև իրականացվել է SRIQ մշակումը: Չնայած austenitic quenching-ը SRIQ մշակմամբ, գերհզոր մշակման արդյունքում ձևավորված ծայրահեղ նուրբ նանոբյուրեղային կառուցվածքը դեռ ժառանգված է: Չնայած մշակված պողպատը S45C է, դրա կարծրությունը հասնում է 900HV-ի՝ ծայրահեղ նուրբ նանոբյուրեղային կառուցվածքի առկայության պատճառով: SRIQ մշակված նյութն ունի արդյունավետ կարծրացած շերտի հաստություն մինչև 0.9 մմ, որը հնարավոր չէ ստանալ միայն գերբարձր ամրության մշակման միջոցով: Գլանափաթեթավորման թեստի արդյունքներից երևում է, որ SRIQ կոմպոզիտային մշակմամբ մշակված S45C-ի պտտական ​​հոգնածության ժամկետը ծայրահեղ բարձր ամրության մշակմամբ զգալիորեն ավելի բարձր է, քան միայն SRIQ-ով մշակված S45C-ի:

2.3 SRIQ DLC մշակում

SRIQ DLC բուժումը SRIQ մշակումից հետո DLC (ադամանդի նման ծածկույթի թաղանթ) մշակման կոմպոզիտային ջերմամշակման տեխնոլոգիա է: Հանդեսը կարող է մշակվել DLC-ի միջոցով՝ օգտագործելով UBMS (ոչ հավասարակշռված մագնետրոնային ցրում), որը կարելի է մշակել ցածր ջերմաստիճանում: S45C կոփված պողպատը մշակվել է դինամիկ շրջանառվող հանդերձանքի հոգնածության նմուշի մեջ (հարթ հանդերձանք 3 մոդուլով և 99 մմ թեքության շրջանագծի տրամագիծ), և նմուշը մշակվել է SRIQ, որպեսզի արդյունավետ կարծրացնող շերտի խորությունը հանդերձանքի նմուշի ատամի ստորին մասում լինի 0.6 մմ: . Այնուհետև փոխանցման նմուշները մշակվել են UBMS-ով՝ ձևավորելով 3 մ հաստությամբ DLC ծածկույթի թաղանթ: THE DLC ծածկույթի թաղանթի ձևավորման պայմանները վերահսկվում էին այնպես, որ DLC ծածկույթի թաղանթի կառուցվածքը լինի me-DLC մաքուր DLC-ի կոմպոզիտային շերտ՝ Wadded-ի բաղադրության գրադիենտով 2 մ հաստությամբ և ME-DLC մաքուր DLC-ի կոմպոզիտային շերտով։ հաստությունը 10% Վտ 1 մ հաստությամբ: Հոգնածության թեստի մեջ օգտագործվող հակադրական հանդերձանքը S45C-ի նմուշն է, որը կոփված է նույն ցածր ջերմաստիճանում, ինչ DLC ծածկույթի ջերմաստիճանը (150℃), SRIQ-ի կողմից մշակվելուց հետո: DLC ծածկույթի 150℃ ջերմաստիճանը համարժեք է բարձր հաճախականությամբ մարելուց հետո վառարանում կոփման ջերմաստիճանին, այնպես որ բարձր կարծրությունը, բարձր մնացորդային սեղմման սթրեսը և SRIQ մշակմամբ ստացված միկրո-նուրբ կառուցվածքը դեռ պահպանվում են DLC մշակումից հետո: Հետևաբար, մշակված նյութն ունի ինչպես բարձր հոգնածության ուժ SRIQ մշակումից հետո, այնպես էլ SRIQ ծածկույթի ֆիլմի շփման գերազանց բնութագրեր: Դինամիկ շրջանառվող հանդերձանքի հոգնածության փորձարկման արդյունքները ցույց են տալիս, որ DLC բուժումը բարելավում է հանդերձանքի հոգնածության դիմադրությունը: Ի լրումն, գլանափաթեթային դենդուդացիայի թեստը նաև ապացուցում է, որ DLC մշակումը կարող է բարելավել նյութի դիմադրողականությունը մերկացման նկատմամբ: Բաժինների դիտարկման և FEM վերլուծության արդյունքները ցույց են տալիս, որ DLC մշակումն ունի վերը նշված ազդեցությունը ծածկույթի շփման ցածր գործակցի պատճառով, որը նվազեցնում է սթրեսային բեռը DLC-ով մշակված նյութի մակերեսի վրա և արգելակում մակերևույթի մանրադիտակային մերկացման առաջացումը: