Вплив лазерного термозміцнення на особливості зони зміцнення та твердість поверхні інструментальної сталі Х12МФ

D. Lesyk, V. Dzhemelinskyi, S. Martinez, А. Lamikiz, О. Dаnylеikо, V. Hyzhevskyi

Анотація


Визначено взаємозв’язок вхідних технологічних режимів лазерного термозміцнення на зміну глибини, ширини і кута зміцнення, а також твердості поверхні інструментальної сталі Х12МФ, з використанням багатофакторного експерименту із елементами аналізу дисперсії та рівнянь регресії. Процес лазерного термозміцнення реалізовано шляхом контролю температури нагрівання з використанням волоконного Nd:YAG лазера з сканатором, пірометра та пропорційно-інтегрально-диференціального контролера. Розроблено лінійні та квадратичні регресійні моделі, а також побудовано поверхні відгуків для визначення впливу температури нагрівання та швидкості переміщення оброблюваної поверхні на густину енергії лазерного променя, глибину, ширину і кут зміцнення, а також твердість поверхні. Показано, що основний вплив на величину густини енергії лазерного променя має швидкість лазерної обробки, а на геометричні параметри зони лазерного зміцнення та твердості поверхні – температура нагрівання. Визначено оптимальні значення температури нагрівання (1270 °С) та швидкості переміщення оброблюваної поверхні (90 мм/хв) для лазерного термозміцнення сталі Х12МФ при використанні волоконного лазера з сканатором.

Ключові слова


лазерне термозміцнення; поверхневий шар; зона зміцнення, твердість; інструментальна сталь Х12МФ

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Poprawe, R. (2011), Tailored Light 2. Laser application technology, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, pp. 173-241.

Ismail, M.I.S., Taha, Z. (2014), Surface hardening of tool steel by plasma arc with multiple, Int. J. Technol, Vol. 5, pp. 79-87.

Zenker, R., Buchwalder, A. (2013), Electron beam surface hardening, ASM International, Vol. 14, pp. 462-475.

Kovalenko, V. (1998), Ways to intensify laser hardening technology, CIRP Annals – Manufacturing Technology, Vol. 47, pp. 133‑136.

Martinez, S., Lamikiz, A., Ukar, E., Tabernero, I., Arrizubieta, I. (2016), Control loop tuning by thermal simulation applied to the laser transformation hardening with scanning optics process, Applied Thermal Engineering, Vol., pp. 49‑60.

Li, C., Wangn, Y., Han, B., Rena, L. (2011), Microstructure, hardness and stress in melted zone of 42CrMo steel by wide-band laser surface melting, Optics and Lasers in Engineering, Vol. 49, pp. 530-535.

Kusinski, J., Kac, S., Radziszewska, A., Rozmus-Gornikowska, M., Major, B., Marczak, J., Lisiecki, A. (2012), Laser modification of the materials surface layer – a rewire paper, Technical Sciences, Vol. 60, pp. 710-728.

Rozmus-Gornikowska, M., Kusinski, J., Blicharski, M. (2010), Laser shock processing of an austenitic stainless steel, Archives of Metallurgy, Vol. 55, pp. 635-639.

Lisovsky, А.L., Pletenev, I.V. (2008), Laser hardening of the die tool [Lazernoe uprochnenie shtampovogo instrumenta], Bulletin of the Belarusian-Russian University, No. 3(20), pp. 90‑99.

Leech, P.W. (2014), Laser surface melting of a complex high alloy steel, Materials and Design, Vol. 54, pp. 539‑543.

Golovko, L.F., Lukyanenko, S.O. (2009), Laser technology and computer simulation [Lazerni tehnologiyi ta komp’yuterne modelyuvannya], Vistka, Kyiv, 296 p.

Lesyk, D.A., Martinez, S., Dzhemelinskyi, V.V., Mordyuk, B.N., Lamikiz, A., Prokopenko, G.I. (2015), Surface microrelief and hardness of laser hardened and ultrasonically peened AISI D2 tool steel, Surface & Coating Technology, Vol. 278, pp. 108‑120.


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


________________

National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 

Address: 37, Prospect Peremohy, 03056, Kyiv-56, Ukraine

tel: +380 (44) 204-95-37

http://journal.mmi.kpi.ua/