Плазмын хатууруулах төхөөрөмж. Ган болон цутгамал төмрөөр хийсэн эд ангиудыг плазмын аргаар хатууруулах. Машины эд ангиудын ашиглалтын хугацааг уртасгах

1

Процессын параметрүүд - плазмын нумын гүйдэл, хатуурсан гадаргуутай харьцуулахад түүний хөдөлгөөний хурдыг өөрчлөх замаар гадаргын плазмыг хатууруулсны дараа U10 хэвийн гангаар хийсэн дээжийн давхаргын гүн, түүний фазын найрлага, микро хатуулгийг зохицуулах судалгааны үр дүн. танилцуулсан. Хатуужуулалтын горимын бусад тогтмол параметрүүдтэй хурд нэмэгдэх тусам хатуурсан бүсийн өргөн, гүн, хамгийн их бичил хатуулаг буурч, нумын гүйдэл нэмэгдэх тусам нэмэгддэг болохыг харуулж байна. Энэ тохиолдолд мартенит ба үлдэгдэл аустенитийн хэмжээ, түүнчлэн гадаргуугийн хатуулгийн харьцаа нь цементитийг аустенитэд бүрэн уусгах, сүүлчийнх нь нэгэн төрлийн болгох замаар тодорхойлогддог цогц хамаарлын дагуу өөрчлөгддөг. Горим параметрүүдийг өөрчлөх замаар хатуурсан бүсийн гүн, фазын найрлага, шинж чанарыг хянах чадвар нь плазмын хатууралтыг практикт ашиглахад хийсэн судалгааны үр дүнг ашиглах боломжийг олгодог.

плазмын хатуурал

плазмын нумын гүйдэл ба нумын хурд

плазмын нөлөөллийн бүсийн давхаргын гүн

фазын найрлага

гадаргуугийн бичил хатуулаг

1. Бердников А.А., Филиппов М.А., Студенок Е.С. Плазмын гадаргууг халаасны дараа хатуурсан нүүрстөрөгчийн гангийн бүтэц // MiTOM. - 1997. - No 6. - S. 2–5.

2. Крапошин В.С. Лазер туяа болон бусад дэвшилтэт төрлийн халаалт ашиглан ган, хайлшийг дулааны боловсруулалт. Металлын шинжлэх ухаан ба дулааны боловсруулалт. T. 2.: Шинжлэх ухаан, технологийн үр дүн. ЗХУ-ын ВИНИТИ. М., 1987. S. 144–206.

3. Линник В.А., Онегина А.К., Андреев А.И. Плазмын хатуужуулалтаар гангийн гадаргууг хатууруулах // MiTOM. - 1983. - No 3. - S. 2–5.

4. Федосов С.А. Нүүрстөрөгч ба хромын ган дахь үлдэгдэл аустенитийн агууламжид лазер боловсруулалтын нөлөөлөл // FiKhOM. - 1990. - No5. – Х.18–22.

5. Rogger R. Durcissiment superficial par plasma des aciers an carbone et des to tes. – Revue de Metallugie, 1979, № 7, х. 532–537.

Машины эд анги, багаж хэрэгслийн элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулахын тулд гадаргууг хатууруулах янз бүрийн аргыг ашигладаг. Хамгийн ирээдүйтэй нь өндөр төвлөрсөн халаалтын эх үүсвэр болох лазер, электрон цацраг, бага температурт плазмыг ашиглах аргууд юм. Үүний зэрэгцээ хоёр нөхцлийг биелүүлэх нь тодорхой байна - зөвшөөрөгдсөн элэгдлийн утгаас хэтрэхгүй гүнтэй хатуурсан давхаргыг олж авах, давхаргад энэ төрлийн элэгдлийн оновчтой бүтэц, шинж чанарыг олж авах. Эхнийх нь засч залруулж буй сольж болох тоног төхөөрөмжийн эд ангиудын хувьд чухал ач холбогдолтой (өнхрөх, хэв гэх мэт) - дахин нунтаглах нь боловсруулаагүй хатууруулсан давхаргыг боловсруулахад хүндрэл учруулдаг.

Плазмын хатуурал нь 0.4% ба түүнээс дээш нүүрстөрөгчийн агууламжтай нүүрстөрөгчийн болон бага хайлштай гангаар хийсэн бүтээгдэхүүний нимгэн (0.7-1.5 мм) буюу гүн (2-5 мм хүртэл) давхаргыг үр дүнтэй бэхжүүлдэг, түүнчлэн цутгамал төмөр, нитрокарбуржуулсан ба хатууруулсан ган . Дулааны нөлөөлөлд өртсөн бүсэд үүссэн хатууруулагч бүтэц нь хатуулаг, хүч чадал, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлсэн.

Плазмын хатууруулах процессын параметрүүд нь плазмын нумын гүйдэл ба хөдөлгөөний хурд (үндсэн), плазмын хийн хэрэглээ, плазмын бамбар ба бүтээгдэхүүний хоорондох зай юм. Хувьсах хатуурлын параметрүүд болон үүсэх давхаргын гүн, түүний бүтэц, шинж чанаруудын хоорондын хамаарлын талаар уран зохиолд хангалттай тодорхой мэдээлэл байдаггүй.

Энэ нийтлэлд бид U10 ган сорьцын гадаргуугийн плазмыг урвуу туйлшралын шууд нумаар анивчуулалгүйгээр хатууруулсны дараа давхаргын гүн, түүний бичил бүтэц, бичил хатуулгийн зохицуулалтыг судалсан үр дүнг танилцуулж байна.

Материал ба судалгааны арга

Гангийн химийн найрлага нь ГОСТ 1435-74, нүүрстөрөгчийн агууламж 1.01% байна. Нормчлогдсон U10 гангийн анхны бүтэц нь үр тарианы хилийн дагуу тор хэлбэртэй перлит ба бүтцийн чөлөөт цементитээс бүрддэг. Тогтмол горимын параметрүүд - нумын урт ба плазм үүсгэдэг аргон хийн урсгалын хурд нь 6 мм ба 7.5 л / мин байна. Бүтэц үүсэх онцлогийг судлахын тулд плазмын нөлөөллийн бүсийн (PIA) фазын найрлага, микро хатуулагт горимын параметрийн нөлөөлөл, 25 х 12 х 70 мм хэмжээтэй хавтгай дээжийг судалж, гурван тогтмол утгад хатууруулсан. дээжийн гадаргуутай харьцуулахад плазмын бамбарын шугаман хурд Vlin, гүйдлийн дөрвөн интервалд 1.25 см / с, 2 см / с ба 3 см / с-тэй тэнцүү I = 120-125 А, 140-150 А, 160-170 А, болон 195–205 A. Бичил хатуулаг (Hμ) нь 0.49 Н ачаалалтай PMT-3 төхөөрөмж ашиглан хэмжсэн. Фазын найрлагыг төмрийн Kα цацрагт DRON-3 дифрактометрээр тодорхойлсон.

Судалгааны үр дүн, хэлэлцүүлэг

Судалгаанд хамрагдсан дээжийн гүнтэй харьцуулахад хатуурсан бүсийн бичил хатуулаг дахь өөрчлөлтийн муруйг Зураг дээр үзүүлэв. 1 (a-k). Плазмын халаалт, аустенитийг нэгэн төрлийн болгох явцад хоёрдогч ба перлит цементитийг уусгах үйл явцын бүрэн байдлыг плазмын нумын гүйдлийн хэмжээ, энэ температурт байх хугацаа, өөрөөр хэлбэл хурднаас хамаардаг температураар тодорхойлно. плазмын бамбар. Бүх судлагдсан Vlin-ийн хамгийн багадаа плазмаар эмчилсэн дээжийн бичил бүтцэд халаах явцад уусаагүй карбидууд илэрсэн нь мартенситийн хатуурлын бичил хатуулаг буурсаныг тайлбарлаж байгаа бололтой (Зураг 1 a, b, в). Боловсруулалтын хурд 1.25 см/с-ээс 3 см/с хүртэл өсөхөд мартенситын хамгийн их бичил хатуулаг нь 10,000 МПа-аас 8,800 МПа хүртэл буурдаг (Зураг 2). Гүйдлийн эхний мужид боловсруулсан дээжийн гадаргуу дээр рентген туяаны дифракцийн шинжилгээний дагуу нимгэн гадаргуугийн давхаргад хуримтлагдсан үлдэгдэл аустенит байна: плазмын бамбарын хурд 1.25 см/с - 47%, хурдтай үед. 2 см / с - 29%, 3 см / с хурдтай - 27%. Металлографийн хувьд энэ давхаргад бичил хатуулаг буурч байгаа нь тогтоогдсон (Зураг 1 a-c). Үүссэн гадаргуугийн дундаж бичил хатуулаг (Зураг 3) нь өрсөлдөх гурван хүчин зүйлээр тодорхойлогдоно: хөргөлтийн мартенситийн хамгийн их микро хатуулаг (болзолтоор Mzak), бага хатуу хадгалагдсан аустенитийн γres болон бүрэн бус газарт үүссэн нүүрстөрөгчийн шавхагдсан мартенсит (нөхцөлтөөр Ээж) -ийн хэмжээ. аустенитийг нэгэн төрлийн болгох. γ-хатуу уусмалыг нэгэн төрлийн болгох үйл явцын бүрэн бус байдал нь том өнцгөөс дифрактограмм дахь аустенитийн (111) ба (200) шугамуудын тэгш бус байдалаар нотлогддог. I-ийн өгөгдсөн утгын APW гүн (h) нь Vlin 1.25 см/с-ээс 3 см/с хүртэл өсөхөд 0.45 мм-ээс 0.25 мм хүртэл буурдаг (Зураг 4).

140-150 А нумын гүйдлийн үед хатуурсан дээжийн гадаргуу дээр γres-ийн агууламж 70% -ийн аустенит-мартенсит төрлийн бүтэц үүсдэг бөгөөд энэ нь гадаргуугийн микро хатуулаг 9000-9500 МПа хүртэл буурахад хүргэдэг. Зураг 1d, e; Зураг 3) . Гадаргуугаас ~200 μм-ийн гүнд эдгээр дээжийн бүтэц нь голчлон өндөр нүүрстөрөгчийн αm мартенситээс бүрддэг бөгөөд хамгийн их бичил хатуулаг Hμ = 11000 МПа ба 10500 МПа (Зураг 2) бөгөөд энэ нь авсан Hμ αm-ээс өндөр байна. I = 125 A. U10 гангийн αm бичил хатуулгийн эдгээр утгууд нь хязгаарлагдмал байдаг тул бид бүтцэд мартенситтэй хамт тархсан карбидууд байгаа гэж үзэж болно. Шилжилтийн бүс нь уусаагүй карбидууд нь хуучин цементитийн сүлжээ, салангид орц хэлбэрээр тод харагддаг бөгөөд мартенсит, троосто-мартенсит, перлит хэлбэртэй бүтэцтэй байдаг. 120-125 А-аас 140-150 А хүртэл I-ийн өсөлт нь бүх Vlin-ийн хувьд h-ийн өсөлт дагалддаг (Зураг 1).

Цаашид нумын гүйдэл 160-170 А хүртэл өсөх нь халаалтын явцад аустенитийг нүүрстөрөгчөөр дүүргэж, хамгийн их Hμ Мзакийг 12000-11000 МПа хүртэл нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг (Зураг 1 f, g, h; Зураг 2; Зураг 3). Үүний зэрэгцээ дээжийн гадаргуу дээрх γres-ийн хэмжээ 78% ба 58%, Vlin = 2 ба 3 см/сек хүртэл нэмэгдэж байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй боловч гадаргуугийн хатуулаг түвшинд хэвээр байна. 9500 МПа ба түүнээс дээш - 10000 МПа. Зураг дээрх Hμ αm ба % γres хоорондын хамаарал. 5-т бичил хатуулаг буурахгүй байгааг тайлбарлав. Гэсэн хэдий ч Vlin = 1.25 см/с үед энэ нь байгаа бөгөөд γres 70% -иас 41% хүртэл буурахад гадаргуугийн бичил хатуулаг 8000 МПа хүртэл буурдаг (Зураг 1f). Өгөгдсөн хурдаар % γres буурах нь үл хамаарах зүйл биш бөгөөд түүний нумын гүйдлийн хамаарлын нарийн төвөгтэй шинж чанарыг илтгэнэ: эгзэгтэйтэй ойролцоо Imax үед гадаргуугийн микро хайлуулалт эхэлдэг, % γres нь хамгийн бүрэн гүйцэд. аустенитийг нэгэн төрлийн болгох нь хамгийн бага. Бичил хатуулгийн бууралт нь дээжийг илүү хүчтэй халааж, үүнээс болж хөргөлтийн хурд буурч, мартенситийн нийт хэмжээ 100% хүртэл мм-ээр нэмэгдсэнтэй холбоотой юм. Гурав дахь гүйдлийн муж дахь APW-ийн гүн нь плазмын бамбарын хурд нэмэгдэх тусам 1.51 мм-ээс 0.47 мм хүртэл буурдаг (Зураг 1 f, g, h).

195-200 А нумын гүйдлийн дөрөв дэх мужид 12500 МПа-тай тэнцэх α мартенситийн судлагдсан бичил хатуулгийн дээд хязгаарыг тэмдэглэв (Зураг 1 i, j; Зураг 2). У10 ган дахь мартенситын ижил төстэй бичил хатуулаг нь уран зохиолын мэдээллээс үзэхэд халаалтын явцад аустенитийн нүүрстөрөгчөөр ~ 1.0% -ийн хязгаарлагдмал ханалт, өөрөөр хэлбэл карбидын бүрэн уусалтыг илтгэнэ. Ижил гүйдлийн үед плазмын хурдыг 3 см/с хүртэл нэмэгдүүлэх нь ийм өндөр бичил хатуулаг αm-ийг өгөхгүй бөгөөд энэ нь диффузийн процесс бүрэн явагдах температурт өртөх хугацаа байхгүйтэй холбоотой юм. Гэсэн хэдий ч эдгээр сорьцуудын хатуурлын гадаргуугийн бичил хатуулаг бага бөгөөд 8000-7500 МПа хүрдэг. Үүний шалтгаан нь бүтцэд γres 85% хүртэл байдаг.

Хүлээн авсан үр дүнд үндэслэн ерөнхий тохиолдолд GBW-ийн гүн, хамгийн их бичил хатуулаг αm, хатуурлын гадаргуугийн дундаж бичил хатуулаг Влин ба I-ээс хамаарч хэрхэн өөрчлөгдөхийг тогтоосон. Vlin нэмэгдэхийн хэрээр мартенситын максим Hμ-ийн өөрчлөлтийг 2-т харуулав. I нумын судлагдсан бүх мужуудын хувьд энэ хамаарал ижил байна: боловсруулалтын хурд нэмэгдэх тусам мартенситын хамгийн их микро хатуулаг буурдаг. Мартенситийг хатууруулахын үр дүнд үүссэн бичил хатуулаг нь түүний доторх нүүрстөрөгчийн агууламжаас хамаардаг бөгөөд халаалтын явцад аустенитийг нүүрстөрөгчөөр баяжуулах зэрэг ба энэ аустенитийн хөргөлтийн хурдаар тодорхойлогддог. Түүнээс гадна, хэрэв эхний тохиолдолд боловсруулалтын хурд буурах тусам аустенитийн нүүрстөрөгчөөр ханалт нэмэгдэж, мартенситын микро хатуулаг нэмэгдэхэд хүргэдэг бол хоёр дахь тохиолдолд эсрэгээр хөргөлт буурдаг. Энэ хурд нь мартенситийг өөрөө дарж, улмаар түүний бичил хатуулаг буурахад хүргэдэг. Судалгаанд хамрагдсан бүх горимд хөргөлтийн хурд өндөр байгаа хэдий ч өөрөө тогтворжуулах үйл явц нэг хэмжээгээр явагддаг: хөргөлтийн үр дүнд үүссэн мартенсит, түүнчлэн хадгалагдсан аустенит нь найрлагадаа нэг төрлийн биш бөгөөд Ммм шугамууд байдаг. Рентген туяаны дифракцийн загварууд дээр байдаг. Тиймээс боловсруулалтын хурд нь мартенситийг хатууруулах бичил хатуулагыг тодорхойлдог хүчин зүйлүүдэд хоёрдмол утгатай нөлөө үзүүлдэг. Энэхүү судалгааны үр дүнд хийсэн дүн шинжилгээ нь U10 гангийн плазмын боловсруулалтын хувьд халаалтын явцад матрицын нүүрстөрөгчөөр ханалтын зэрэг нь шийдвэрлэх үүрэг гүйцэтгэдэг, өөрөөр хэлбэл боловсруулах хурд 3-аас багасдаг болохыг харуулж байна. тогтмол гүйдэлтэй үед 1.25 см/с хүртэл мартенситын бичил хатуулаг нэмэгддэг.

Үүнтэй төстэй тайлбарыг Hμ αm-ийн I-ээс хамаарлыг өгч болно (Зураг 3), учир нь ижил хугацаанд температурын өсөлт нь халаалтын явцад тархах процессыг илүү бүрэн гүйцэд дагалддаг, өөрөөр хэлбэл энэ нь αm нүүрстөрөгчийг баяжуулах.

Унтраасан дээжийн гадаргуугийн Hμ-ийн өөрчлөлтийн I-ээс хамаарлыг шинжилж, графикийг Зураг дээр үзүүлэв. 3. Мартенсит дахь нүүрстөрөгчийн хэмжээгээр тодорхойлогддог хатуужуулагчийн хамгийн их бичил хатуулаг нь хатуурсан дээжийн гадаргуу дээрх γres-ийн хэмжээтэй пропорциональ хамааралтай байх нь ойлгомжтой. Энэ нь гипереутектоид ган дахь γres-ийн хэмжээ нь PGW дахь тархалтын процессын бүрэн байдлын үзүүлэлт болж чадна гэсэн таамаглалыг баталж байна. Гэсэн хэдий ч судалгааг үргэлжлүүлж, нимгэн гадаргуугийн давхаргын бүтэц үүсэхэд атмосферийн азотын үүрэг оролцоог тодруулах шаардлагатай бөгөөд үүнийг бүтээлийн зохиогч үгүйсгэхгүй. Хүлээн авсан өгөгдөл (Зураг 3) нь өндөр хурдтай хатуурлын гадаргуу дээр үүссэн бичил хатуулаг нь нэг талаас мартенситын микро хатуулаг, мөн дээр нь тодорхойлогддог муруй 4, 5, 6 дээр дээд тал нь байгааг тайлбарлаж байна. нөгөө талаас түүнд агуулагдах аустенитын үлдэгдэлийн хэмжээгээр.

Vlin-ийн өсөлттэй h гүн дэх бууралтыг (Зураг 4) бүх дөрвөн судлагдсан гүйдлийн мужид ажиглаж болно. Плазмын бамбарын хурд нь температурт өртөх хугацаа, улмаар металыг халаах гүнийг тодорхойлдог тул энэ хамаарал нь нэлээд үндэслэлтэй юм. Үүнтэй ижил зураг нь APB-ийн гүн ба түүний хөдөлгөөний гурван хурдтай нумын гүйдлийн хэмжээ хоорондын хамаарлыг харуулж байна. Хамгийн чухал нь 0.45-аас 1.51 мм хүртэл, h нь Vlin = 1.25 см / с үед I-ийг 120-160 А хүртэл өсгөхөд нэмэгддэг. Vlin = 2 см/с үед h нь 0.38-аас 1.25 мм болж I-ийн өсөлт 125-аас 195 А хүртэл, Vlin = 3 см/с-д 0.25-аас 0.74 мм хүртэл тус тус өөрчлөгдөнө. Дээжний гадаргуутай харьцуулахад плазмын бамбарын хурд нэмэгдэхийн хэрээр APB-ийн гүнд үзүүлэх гүйдлийн хэмжээ бага, бага ач холбогдолтой болох нь тодорхой байна.

дүгнэлт

1. Шугаман боловсруулалтын хурд ба нумын гүйдлийн судлагдсан хязгаарт нормчлогдсон U10 гангийн урвуу туйлшралтай шууд үйлчлэлийн нум бүхий плазмын хатууралтын үед хатуурсан бүсийн гүн 0.25-1.51 мм байна.

2. Плазмын нөлөөллийн бүсийн гадаргуу ба гүнийн дагуух фазын найрлага, бичил хатуулаг нь дахин урсгалгүйгээр плазмын хатууруулах горимын параметрүүдээс хамаарах нийлмэл шинж чанарыг цементитийг аустенитэд бүрэн уусгах, нэг төрлийн болгох замаар тодорхойлно. сүүлийнх нь халаалтын хамгийн их температур ба энэ температурт оршин суух хугацаа.

3. Гүйдлийн хүч нэмэгдэх эсвэл плазмын нумын хөдөлгөөний хурд буурах нь илүүдэл цементитийн уусалтын зэрэг нэмэгдэж, улмаар хөргөлтийн үед микро хатуулаг ихэссэн өндөр нүүрстөрөгчийн мартенсит үүсэх шалтгаан болдог.

4. Горим параметрүүдийг өөрчлөх замаар хатуурсан бүсийн гүн, фазын найрлага, шинж чанарыг хянах боломжтой болсон нь плазмын хатууралтын практик хэрэглээнд хийгдсэн судалгааны үр дүнг ашиглах боломжтой болгодог.

Цагаан будаа. Зураг 1. APW-ийн гүн дэх бичил хатуулгийн тархалт

a, d, f - Vlin=1.25 см/с; b, e, g, i - Vlin=2 см/с; c, h, j - Vlin=3 см/с;

a, b, c - I=120-125 A; d, e - I=140-150 A; f, g, h - I=160-170 A;

ба, - I=195-205 A.

Цагаан будаа. 2. Хамгийн их бичил хатуулгийн плазмын нумын хурдаас хамаарах хамаарал: 1 - I=120-125 А; 2-I=140-150A;

3 - I=160-170 A; 4 - I=195-205 A.

Цагаан будаа. 3. Плазмын нумын гүйдлийн бичил хатуулгийн хамаарал:

1, 2, 3 - Hmax хатууруулах мартенсит; 4, 5, 6 - гадаргуугийн хатуулаг;

1, 4 - Vline=1.25 см/с; 2, 5 - Vline=2 см/с; 3, 6 - Vline=3 см/с.

Цагаан будаа. 4. Хөдөлгөөний хурдаас APB-ийн гүний хамаарал:

1 - I=120-125A; 2-I=140-150A; 3 - I=160-170 A; 4 - I=195-205 A.

Шүүгчид:

Фарбер В.М., Техникийн шинжлэх ухааны доктор, ОХУ-ын анхны Ерөнхийлөгчийн нэрэмжит Уралын холбооны их сургуулийн Металлын дулааны боловсруулалт ба физикийн тэнхимийн профессор Б.Н. Ельцин, Екатеринбург;

Юдин Ю.В., Техникийн шинжлэх ухааны доктор, ОХУ-ын анхны Ерөнхийлөгчийн нэрэмжит Уралын холбооны их сургуулийн Металлын дулааны боловсруулалт ба физикийн тэнхимийн профессор Б.Н. Ельцин, Екатеринбург.

Ном зүйн холбоос

Бердников А.А., Филиппов М.А., Бердников А.А., Алисова Г.В., Безносков Д.В. СИЙВСИЙГ ХАТУУЛАХ ҮЕД U10 гангийн хатуурсан давхаргын гүн, фазын найрлага, бүтцийн зохицуулалт // Шинжлэх ухаан, боловсролын орчин үеийн асуудлууд. - 2015. - No 2-3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=23982 (хандах огноо: 25/11/2019). "Байгалийн түүхийн академи" хэвлэлийн газраас эрхлэн гаргадаг сэтгүүлүүдийг та бүхэнд хүргэж байна.

ЭНЭ НЬ

УЛСЫН ИХ СУРГУУЛЬ

АДМИРАЛ С. О. МАКАРОВЫН НАРЫН ДЭНЭ ВЭ ГОЛ ФЛОТЫНЫН ^

2. SP 52-104-2006*. Ган шилэн бетон бүтээц. - М.: NIIZhB: OAO "NITs "Барилга", 2010. - 68 х.

3. Рабинович Ф.Н. Тарсан төмөр бетон дээр суурилсан нийлмэл материал. Дизайн онол, технологи, барилгын асуудлууд / F. N. Рабинович. - М.: Изд-во АСВ, 2004. - 560 х.

4. СНиП 2.03.01-84*. Бетон ба төмөр бетон бүтээц. - М .: NIIZhB Gosstroy ЗХУ, 1989. - 80 х.

5. СНиП 2.03.03-85*. Хуягт бүтэц. - М .: NIIZhB Gosstroy ЗХУ, 1986. -

UDC 621.785; 621.791; 621.762 В.А. Коротков,

2002 онд бүтээгдсэн UDGZ-200 угсралт нь өмнө нь хатуурч байгаагүй, хурдан элэгдэж, ойр ойрхон, өндөр өртөгтэй засварын шалтгаан болсон зүйлийг гараар хатууруулах боломжийг олгодог. "Хатуурах явцад гадаргуугийн тэгш бус байдал муудаж, хэмжээсийн гажуудал нь тийм ч ач холбогдолгүй тул түүний дараа олон эд анги нь эцсийн боловсруулалт хийх шаардлагагүй, харин нэн даруй ашиглалтад ордог бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн үргэлжлэх хугацаа, өртөгийг бууруулдаг. Плазмын хатууруулах давхарга нь тогтоосон хэмжээнээс хэд дахин их байдаг. Металлын элэгдлийн эсэргүүцлийг хэвийн буюу бөөнөөр нь зөөлрүүлэх замаар хатууруулах нь плазмын хатууралтыг өндөр үр дүнтэй болгодог УДГЗ-200 суурилуулалтаар плазмын хатууралтыг тухайн хэсэгт ус дамжуулахгүйгээр гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь зөвхөн дотор нь төдийгүй тусгай дулааны цехүүд, түүнчлэн эд ангиудыг боловсруулах, ажиллуулах газар. UDGZ-200 суурилуулалтаар хатууруулах ажлыг 2-3-р зэрэглэлийн гагнуурчид эзэмшсэн нь түүнийг үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэхэд хялбар болгодог.

2002 онд бүтээгдсэн UDGZ-200-ийн тохиргоо нь өмнө нь хатуурч байгаагүй зүйлийг гараар зөөлрүүлж, хурдан элэгдэж, ойр ойрхон, үнэтэй засвар хийх боломжийг олгодог. Гадаргуугийн барзгар байдал муудаж, хатууруулах явцад хэмжээсийн гажуудал бага байдаг тул түүний дараа олон зүйлийг боловсруулж дуусгах шаардлагагүй бөгөөд нэн даруй "үйлдвэрлэлийн хугацаа болон үйлдвэрлэлийн өртөгийг бууруулдаг. Плазмын хатуурлын давхарга нь элэгдлийн металлаас давж гардаг. хэвийн нөхцөл эсвэл бөөнөөр нь бөхөөж, зөөлрүүлсэн, "энэ нь өндөр үр дүнтэй плазмын хатууралтыг ашигладаг. UDGZ-200-ийн плазмын хатууруулагч суурилуулалтыг "усан хангамжгүйгээр үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь түүнийг зөвхөн тусгай дулааны цехүүдэд төдийгүй боловсруулалт, ашиглалтын нарийн ширийн газруудад зөвшөөрдөггүй. Энэ нь UDGZ-ийн хатууруулах суурилуулалттай холбоотой юм. 200 мастер гагнуурчин 2-3 удаа гадагшлуулах нь түүнийг үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэхэд дөхөм болдог.

Түлхүүр үгс: плазмын гадаргуугийн хатуурал, элэгдэлд тэсвэртэй.

Түлхүүр үгс: плазмын гадаргуугийн хатуурал, элэгдэлд тэсвэртэй.

Робот болон "хүнгүй" үйлдвэрүүдийн орчин үеийн эрин үед гар техникийг хөгжүүлэх нь алдаа мэт санагдаж магадгүй юм. Гэсэн хэдий ч гарын авлагын технологи нь олон талт байдлаасаа шалтгаалан амьд үлдэх чадварыг харуулдаг. Дэлхий дээр гагнуурын ихэнх хэсгийг (80% -иас дээш) электрод эсвэл хагас автомат төхөөрөмжөөр, өөрөөр хэлбэл гараар гүйцэтгэдэг. Үүнтэй адилаар (энэ тооцоог зөвтгөсөн) гадаргууг хатууруулах гарын авлагын аргыг боловсруулснаар түүний хэрэглээний хэмжээ нэмэгдэж, нэмэгдэх болно гэж үздэг байв.

Техникийн доктор. Шинжлэх ухаан, профессор, Нижний Тагил салбар

Уралын холбооны их сургууль

Гар аргаар плазмыг хатууруулах ТЕХНОЛОГИ

ТЕХНОЛОГИЙН ГАРЫН АВЛАГА ПЛАЗМ ХАТУУЛАХ

Оршил

Хоёр зуун ба К

улсын их сургууль

АДМИРАЛ С.О. МАКАРОВЫН НЭРЭМЖИТ ТЭНГИС, ГОЛЫН ФЛОТЫН

Энэ нь өмнө нь ямар нэг шалтгаанаар хатуурах боломжгүй байсан бүтээгдэхүүнтэй холбоотой юм. Эдгээр нь орон сууц, тоног төхөөрөмжийн хүрээ, түүнчлэн бусад том хэмжээтэй хэсгүүдийн контакт гадаргуу юм. Мэдэгдэж буй аргуудын тусламжтайгаар тэдгээрийн дулааны хатууралт нь том хэмжээтэй, жингээс гадна зарим гангийн хатууралд өртөмтгий чанар муутай байдаг. Үүний зэрэгцээ эдгээр гадаргууг хатууруулах нь их засварын хоорондох хугацааг нэмэгдүүлэх, тоног төхөөрөмжийн найдвартай байдлыг хангах асуудлыг шийдвэрлэхэд чухал ач холбогдолтой юм.

1990 онд UPI (одоо УрФУ)-ийн Нижний Тагил салбар дээр байгуулагдсан Композит ХХК-д 2002 онд гар аргаар плазмыг хатууруулах асуудлыг шийдсэн. Энд гар аргаар плазмыг хатууруулах UDGZ-200 суурилуулах, аргыг боловсруулжээ. Суурилуулалт (Зураг 1, Хүснэгт 1) нь шатаагчаар хангагдсан бөгөөд жижиг хэмжээс нь гараар удирдахад тохиромжтой бөгөөд өмнө нь ажиллаж байсан хүрэхэд хэцүү газруудад хүрэх, өөрөөр хэлбэл хатуурах боломжийг олгодог. хатуурахгүйгээр байнга, үнэтэй засвар хийх шалтгаан болсон.

Цагаан будаа. 1. UDGZ-200 суурилуулалтаар хатууруулах: зүүн талд - гараар, баруун талд - роботоор

Хүснэгт 1

УДГЗ-200 суурилуулах, плазмын хатууруулах процессын онцлог

Хатууруулах процесс Суурилуулалт УДГЗ-200

Бүтээмж - 25-85 см2/мин Ажлын хий - аргон (15л/мин) Хатуужилтын гүн -0.5-1.5мм Хатуулаг - HRC35-65 (гангийн зэрэглэлээс хамаарч) Сүлжээний хүчдэл - 380 В Хүч - 10 кВт Жин - 20 + 20 кг (цахилгаан хангамж ба бамбар хөргөх төхөөрөмж)

UDGZ-200 нэгжийг TU 3862-001-47681378-2007 стандартын дагуу үйлдвэрлэдэг. 2013 оны эцэс гэхэд 50 гаруй ширхэг үйлдвэрлэсэн. Орос, Украйн, Казахстан, Киргизийн аж ахуйн нэгжүүдэд нийлүүлдэг суурилуулалт. 2008 онд уг суурилуулалтыг Женевийн шинэ бүтээл, инновацийн салонд мөнгөн медалиар шагнасан.

Бөхөөх явцад гагнуурчин нумыг гадаргуу дээгүүр хөдөлгөж, нуман доорх гадаргууг "хөлсөх" (хайлахаас өмнөх байдал) үүсгэдэг. Үүнийг хянах нь гагнуурын хайлуулахаас илүү хэцүү биш боловч бөхөөхөд шаардлагатай дулааныг хангаж, барзгар гадаргууг хайлахаас сэргийлдэг. Суурилуулалтын ажлыг 2-3-р зэрэглэлийн гагнуурчид эзэмшдэг бол үүнийг механикжсан, автоматжуулсан, робот (баруун талын 1-р зураг) цогцолборуудад ашиглаж болох бөгөөд энэ нь орчин үеийн өндөр технологийн үйлдвэрүүдэд ашиглахад тохиромжтой. UDGZ-200 нэгж байгаа нь уламжлалт хатууруулах тоног төхөөрөмжийн дутагдлыг нөхөж, хатуурлыг байгаль орчинд ээлтэй болгодог.

Хатуу давхаргын шинж чанарын талаархи ерөнхий мэдээлэл

Нуман нь гадаргуу дээр 7-12 мм өргөн хатуурсан туузыг үлдээж, "өнгөний өнгөөр" будсан, өөрөөр хэлбэл ислийн нимгэн хальсаар хучигдсан байдаг бөгөөд энэ нь Rz 8-60 хүрээний барзгар байдалд төдийлөн нөлөөлдөггүй (Зураг 2). ). Хатууруулсан давхаргын гүн нь ~ 1 мм бөгөөд үүнээс болж хатуурсан хэсгүүдэд мэдэгдэхүйц деформаци байхгүй болно. Энэ нь барзгаржилтыг хамгийн бага хэмжээгээр өөрчлөхийн хамт олон эд ангиудыг хатуу хатууруулсан давхаргын боловсруулалт хийхгүйгээр ашиглалтад оруулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь тэдгээрийн үйлдвэрлэлийн өртөгийг бууруулдаг.

Цагаан будаа. 2. Плазмын нум ба түүнээс үлдсэн хатуурсан тууз

UDGZ-200-ийн ердийн горимд их хэмжээний биетийг хатууруулах үед хөргөлтийн хурд нь чухал үзүүлэлтээс давж байгааг тооцоолж, туршилтаар тогтоосон. Хавтангууд хатуурах үед тэдгээр нь буурдаг боловч 4 мм-ээс их зузаантай нүүрстөрөгчийн ган (~ HV360 хатуулаг хүртэл) бүрэн бус хатуурах магадлал хэвээр байна. Энэ нь халаалтын газарт усан хангамжгүйгээр хатууруулах ажлыг хийх боломжтой бөгөөд энэ нь ажлын байрны зохион байгуулалтыг хялбарчилж, UDGZ-200 нэгжийг зөвхөн засварын газар, эд ангиудыг боловсруулах, ажиллуулах газар ашиглах боломжийг олгодог. дулааны дэлгүүрүүд. Үүний ачаар хатуурсан эд ангиудын хүрээ өргөжиж байна - урьд өмнө нь хүрч чадахгүй байсан зүйл нь хатуурч байна.

Цагаан будаа. 3. 40-р ган дээрх плазмын хатууруулах давхарга дахь хатуулгийн хуваарилалт

Хатуу давхаргын ердийн бүтэц нь гагнасан холболтын үндсэн металлын халуунд өртсөн бүстэй төстэй. Гадаргуугийн ойролцоо дендрит бүтэц үүсэх боломжтой

түүний хайлахаас; доор нь томорсон үр тариагаар хэт халах хэсэг байдаг; дараа нь - хэвийн болгох нарийн ширхэгтэй хэсэг; бүр доогуур нь бүрэн бус дахин талстжилтын хэсэг, дараа нь сүүлчийн хэсэг - даруулалт. Тиймээс хатуурсан давхаргын хатуулаг нь гадаргуугаас холдох тусам аажмаар буурдаг (Зураг 3), энэ нь хагарал үүсэхээс сэргийлдэг.

Плазмын хатууруулах давхаргын элэгдэлд тэсвэртэй байдал

Плазмын хатууралтай гангийн элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг тосолгооны материалгүйгээр "диск-блок" схемийн дагуу үрэлтийн машин дээр судалсан. Дискний эргэлтийн давтамж (d 40*10 мм) 425 эрг/мин. Туршилтын таван үе шатыг тус бүр 5 минутын турш эхний дөрвөн үед 200 Н ачаалалтай, 5 дахь шатанд ачааллыг 300 Н хүртэл нэмэгдүүлж, элэгдлийг тодорхойлохын тулд шат бүрийн дараа жинлэв. Эхний үе шатанд хосуудын гүйлт явагдаж, 2-4-р үе шат нь тогтвортой элэгдлийн процессыг тодорхойлдог. Тав дахь үе шат нь үрэлтийн хосуудын хэт ачааллыг тэсвэрлэх чадварыг харуулдаг; плазмын хатуурлыг хэрэглэсэн бүх тохиолдолд тав дахь шатанд элэгдлийн өсөлт ажиглагдаагүй. Гурван хос дээжийг материалын хослол бүрт туршсан.

Цагаан будаа. Зураг 4. Тогтвортой элэгдлийн 2-4-р үе шатанд өөр өөр хатуулагтай (HB) бүтцийн гангаар хийсэн дискний (D) дундаж элэгдлийн хэмжээ (d). Дискийг хатууруулах төрлүүд:

Норм - хэвийн болгох, 03 - хатууруулах замаар бөөнөөр хатууруулах, PZ - плазмын хатуурал

Бүтцийн гангаар хийсэн дискний элэгдэлд тэсвэртэй гангаар хийсэн нормчлогдсон гутлыг үрэх үед харьцуулалтыг хийсэн болно 45. Зураг. 4-р зургаас харахад нормчлогдсон төлөвт 30ХГСА хайлштай гангийн элэгдэл нь 45 карбон гангийн элэгдэлээс ойролцоогоор 3 дахин бага байна.Бөөнөөр хатууруулах нь 30ХГСА гангийн элэгдэлд бараг нөлөө үзүүлээгүй. Плазмын хатуурал нь хэвийн төлөвтэй харьцуулахад хоёр гангийн элэгдлийг эрс багасгасан: ган 45 дахин 10 дахин, ган 30KhGSA 4 дахин их.

Хүснэгтээс. 2-оос харахад төмөр замын ган дэвсгэрийг плазмаар хатууруулах нь элэгдлийг 126 дахин бууруулсан; Үүний зэрэгцээ дугуйны гангаар хийсэн хатуулаггүй диск нь элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг бууруулаагүй төдийгүй 2.1 дахин нэмэгдүүлсэн. Плазмын хатуурлын үр дүнд элэгдэлд тэсвэртэй байдал мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн нь элэгдлийн механизм өөрчлөгдсөнтэй холбоотой юм. Хатуурахгүйгээр үрэлтийн гадаргуу нь "барьж авах", өөрөөр хэлбэл бичил барзгар хэлбэрийн цухуйсан спот гагнуурын үеийг бий болгож, элэгдэлийг хурдасгах зүлгүүрийн хүчин зүйлийг бий болгосон. Плазмын хатууралтаас болж таталтын үзэгдлийг үгүйсгэсэн нь ядаргааны тархалтын механизмаар удаан элэгдэлд хүргэсэн.

хүснэгт 2

Дугуйтай ган үрэлтийн хосолсон төмөр замын ган элэгдэхэд плазмын хатууралт үзүүлэх нөлөө

Гутал, төмөр замын ган Диск, дугуйны ган 65G

Нөхцөл байдлын элэгдэл, g Kiz Нөхцөлийн элэгдэл, g Kiz

Хатууруулахгүй 1.507 1.0 Сорбитжуулалт 2.125 1.0

Плазмын хатууралтай 0.012 126 Сорбитжилт 1.021 2.1

* Нийт 1-4 туршилтын цикл.

Мөн нүүрстөрөгч багатай 20GL гангаар хийсэн хатууруулсан диск нь хэвийн төлөвтэй харьцуулахад элэгдлийг ~ 9 дахин, түүнтэй ижил гангаар хийсэн дэвсгэр нь 1.8 дахин буурдаг болохыг тогтоожээ. Энэ нь UDGZ-200 суурилуулалтыг ихэвчлэн нүүрстөрөгчийн агууламж багатай гангаар хийсэн, хамгийн бага хатууруулах нөлөө бүхий өндөр өртөгтэй тул дулааны хатууралд өртөөгүй тоног төхөөрөмжийн биеийн хэсгүүдийн контакт гадаргууг хатууруулахад ашиглах нь зүйтэй гэсэн үг юм.

Цагаан будаа. 5. ZOHGSA гангаар хийсэн дискийг үрэх үед цутгамал төмрийн дэвсгэр элэгдэх.

Цутгамал төмрийн дэвсгэрийг бэлтгэсэн: VCh120, VCh60, SCh25, ZOHGSA (NV 330) гангаар хийсэн диск; туршилтын үр дүнг зурагт үзүүлэв. 5. Цутгамал төмөр VCh60 плазмын хатууралгүй нэн даруй 3 мм-ийн гүнд элэгдэв, өөрөөр хэлбэл ердийнхөөс 250 дахин их. SCH25 саарал цутгамал төмрийн элэгдэл илүү их байсан тул эдгээр үр дүнг график дээр харуулаагүй болно. Плазмаар хатууруулсан VCh60 цутгамал төмөр нь хамгийн бага элэгдэлд орсон бөгөөд энэ нь VCh120 цутгамал төмрийн элэгдэлээс ~ 50% -иар бага байсан. Плазмын хатууралтай SCh25 саарал цутгамал төмрийн элэгдэл нь VCh120-ийн элэгдлээс ~ 80%-иар их боловч плазмын хатууралгүй SCh25-ийн элэгдэл шиг гамшигт өртөхгүй. Эндээс бид цутгамал төмөр болон бусад бүтээгдэхүүнээр хийсэн том хурдны хайрцгийн холхивчийн плазмын хатуурлыг ашиглах нь зүйтэй гэж дүгнэж болно.

Плазмыг хатууруулах практик хэрэглээний жишээ

Нарийн болон дунд зэргийн бутлуурын конусан их бие (KSMD-2200, Sandvik-7800, FKB-2100 гэх мэт) сольж болдог хуягтай контактын бүсийн дагуу хурдан элэгддэг. Качканарскийн ГОК-д жил бүр 25 хүртэлх боргоцойг гадаргуу дээр нөхөн сэргээж өгдөг байв. 2011 оны сүүлээс тэд плазмын хатуурлаар хатууруулж эхэлсэн (Зураг 6), үүний ачаар 2013 онд элэгдэж буй боргоцойг сэргээх хэрэгцээ 5 ширхэг, өөрөөр хэлбэл тав дахин буурсан байна.

Цагаан будаа. 6. Дунд зэргийн бутлуурын конусан их бие, контакт тууз нь плазмын хатуурлаар хатуурсан.

Цагаан будаа. 7. Плазмын хатууралтаар хатуурсан араа обудтай технологийн хүрд

Том оврын технологийн хүрдний (Зураг 7) цагираг араа (40GL) нь хөтөч араа (34KhN1M) нь үнэтэй бүтээгдэхүүн юм. Шүдний элэгдлийг хязгаарлах хүртэл ажиллах хугацаа (30%): титэм - 2 сар, хөтөч араа - нэг сар. Плазмын хатуурал нь 1 мм зузаантай хатуурсан давхаргын элэгдэлд орох хугацааг нэмэгдүүлсэн: титэм дээр - 4 сар хүртэл, хөтөч араагаар - 2.5 сар хүртэл. Дараа нь хуваарьт урьдчилан сэргийлэх засварын үеэр эд ангиудыг задлахгүйгээр шүдийг UDGZ-200 суурилуулалтаар дахин хатууруулсан. Шүдний элэгдлийн хязгаарыг хүртэл хатууруулах ажлыг 4 удаа давтаж, цагираган арааны ашиглалтын хугацааг 12-16 сар хүртэл, хөтөч араагаа 6-8 сар хүртэл, өөрөөр хэлбэл ойролцоогоор 7 дахин нэмэгдүүлсэн. Плазмын хатууралтыг ашигласны хэмнэлт нь 38 сая рубль байв. плазмын хатууралд оруулсан хөрөнгө оруулалтын үр ашгийн хамт 5 рубль. нэг рублийн зардлын хэмнэлт.

Олсны блок, бөмбөрийн утас хурдан элэгддэг. UDGZ-200 суурилуулалтын шатаагч нь жижиг хэмжээтэй тул тэдгээрийг хатууруулах боломжтой болгодог (Зураг 8). Качканар ГОК-д ЭКГ-8 уулын экскаваторын "даралт" нэгжийн олсны хүрдний хамгийн их ашиглалтад ордог хоёр эргэлтийн плазмын хатуурал нь их засварын хоорондох хугацааг гурав дахин нэмэгдүүлсэн; Үүний зэрэгцээ олсны ашиглалтын хугацаа нэмэгдэж байгааг анзаарав.

Цагаан будаа. 8. Олсны хүрд (зүүн) ба плазмын хатууруулсан дамар

Краны замын тэн хагасыг (KR-100) плазмаар хатууруулж, нөгөө талыг нь хатууруулахгүйгээр хүргэж өгсөн. Нэг жил ажилласны дараа хатуураагүй төмөр замын элэгдэл 2 мм, хатуурсан төмөр замын элэгдэл нь "элэгдэл" гэж тодорхойлогддог. Дахин нэг жил ажилласны дараа хатуураагүй төмөр замын элэгдэл 4 мм, хатуурсан төмөр замын элэгдэл нь 1 мм орчим хэмжигдэхүйц хэмжээнд хүрсэн.

Дүгнэлт

2002 онд бүтээгдсэн UDGZ-200 угсралт нь өмнө нь хатуурч байгаагүй, хурдан элэгдэж, ойр ойрхон, өндөр өртөгтэй засварын шалтгаан болсон зүйлийг гараар хатууруулах боломжийг олгодог.

Хатуурах явцад гадаргуугийн барзгар байдал муудаж, хэмжээсийн гажуудал нь маш бага тул хатуурсны дараа олон эд анги нь эцсийн боловсруулалт хийх шаардлагагүй, харин нэн даруй ашиглалтад ордог бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн үргэлжлэх хугацаа, зардлыг бууруулдаг.

Плазмын хатууруулагч давхарга нь хэвийн болон бөөнөөр хатуурсан төлөвт металлын элэгдэлд тэсвэртэй чанараараа хэд дахин илүү байдаг нь плазмын хатууралтыг өндөр үр дүнтэй болгодог.

UDGZ-200 суурилуулалтаар плазмын хатуурлыг тухайн хэсэгт ус дамжуулахгүйгээр гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь зөвхөн тусгай дулааны цехүүдэд төдийгүй эд ангиудыг боловсруулах, ажиллуулах газарт хийх боломжийг олгодог. Энэ нь 2, 3-р зэрэглэлийн гагнуурчид UDGZ-200 суурилуулалтаар хатуужуулалтыг эзэмшсэнтэй хамт үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэх ажлыг хялбаршуулдаг.

Ном зүй

1. Khrenov K. K., Vasiliev G. V. Нуман гадаргуугийн хатуурал // Avtogennoe delo. - 1950. - No 10. - S. 1-5.

2. Кобяков O. S., Grinzburg E. G. Хатууруулах технологийн процесст микроплазмын халаалтыг ашиглах нь / O. S. Kobyakov, E. G. Гринзбург // Автомат гагнуур. - 1985. - No 5. - S. 65-67.

3. Лещинский L. K. Плазмын тийрэлтэтээр хатуурсан нүүрстөрөгчийн гангийн хадгалсан металлын бүтэц, шинж чанар / L. K. Leshinsky, I. I. Pirch, S. S. Samotugin [болон бусад] // Гагнуурын үйлдвэрлэл - 1985. - № 11 - хуудас 20-22. .

4. A. A. Berdnikov, A. A. Berdnikov, V. S. Demin, E. L. Serebryakova [болон бусад], Төмрийн өнхрүүлгийг плазмаар хатууруулах аргаар хатууруулах, Ган. - 1995. - No 1. - S. 56-59.

5. Сафонов E. N. Нуман хатууруулах замаар төмөр-нүүрстөрөгчийн хайлшийг гадаргууг хатууруулах / E. N. Safonov, V. I. Журавлев // Гагнуурын үйлдвэрлэл - 1997. - No 10. - P. 30-32.

6. Орлов P. I. Загварын үндэс: лавлах арга. Тэтгэмж: 2 номонд. / П.И.Орлов; ed. П.Н.Учаева. - М .: Mashinostroenie, 1988. - Ном. 1. - 560 х.

7. Коротков В.А. Плазмыг унтраах судалгаа / V. A. Коротков, А. В. Шекуров // Гагнуурын олон улсын. - 2008. - Боть. 22, дугаар 7.

8. Коротков В.А. Өндөр даралтын савны шахуургын гадаргуу / В.А. Коротков, С.П. Ананьев,

A. V. Шекуров II Гагнуурын олон улсын. - 2013. - T. 27, No5.

9. Гагнуурын процессын онол / ред. В.М. тэгш бус. - М .: MSTU im-ийн хэвлэлийн газар. Н.Е.Бауман, 2007 он.

Плазмын хатуурлын мөн чанар нь металлын гадаргуугийн давхаргыг плазмын урсгалаар өндөр хурдтай халаах, тухайн хэсгийн материалын гүн давхаргад дулаан дамжуулах үр дүнд хурдан хөргөх явдал юм.

Плазмын хатуужуулалтын зорилго нь материалын химийн ерөнхий найрлага өөрчлөгдөөгүй, дотоод давхаргад анхны металлын анхны шинж чанарыг хадгалсан, хэдэн миллиметр хүртэл зузаантай хатуурсан гадаргуугийн давхаргатай эд анги, багаж хэрэгслийг үйлдвэрлэх явдал юм.

Плазмын хатууруулсан материал - багажны ган, цутгамал төмөр, хатуу хайлш, хайрцгаар хатуурсан болон нитрокарбуржуулсан ган, өнгөт хайлш болон бусад материал.

Плазмын хатуурлын нөлөөг гадаргуугийн давхаргын физик-механик шинж чанар өөрчлөгдсөний улмаас эд ангиудын ашиглалтын шинж чанар нэмэгдэж, өндөр хатуулагтай металлын тодорхой бүтэц, фазын найрлага үүссэнтэй холбоотойгоор тодорхойлогддог. болон тархалт, түүнчлэн гадаргуу дээр шахалтын үлдэгдэл хүчдэл үүсэх.

Ихэвчлэн бөөнөөр нь хатууруулдаггүй нүүрстөрөгч багатай гангийн плазмын хатуурал нь 32...38 HRC хатуулагтай нүүрстөрөгч багатай пакет мартенситийг авах боломжтой болгодог. Ac1...Ac3 бүсэд халаалт өгөх горимд боловсруулахад нийт талбай нь 10...30%-ийн перлитийн ширхэгийн оронд тусдаа хэсгүүд нь өндөр нүүрстөрөгчийн ган-мартенсит ба үлдэгдэл аустенитийн бүтэцтэй байна. 750...820 HV хатуулагтай. Ийм хосолсон бүтэц (феррит, перлит, мартенсит ба үлдэгдэл аустенит) нь элэгдэлд тэсвэртэй, уян хатан чанарыг хослуулсан бөгөөд энэ нь нүүрстөрөгч багатай гангийн хүрээг өргөжүүлэх боломжийг олгодог. Дунд зэргийн нүүрстөрөгчийн цутгамал болон бүтцийн гангийн плазмын хатуурал нь хатуурах бүсэд мартенсит-аустенитийн бүтцийг бий болгож, их хэмжээний хатуурал ба өндөр давтамжийн хатууралтай харьцуулахад 2-4 HRC нэгжээр илүү хатуулагтай байдаг. Плазмыг хатууруулсны дараа үлдэгдэл аустенитийн 50 хүртэлх хувь нь гадаргуугийн давхаргад бэхлэгддэг бөгөөд энэ нь ашиглалтын явцад деформацийн мартенсит хувиргалтын энерги шингээх процессыг хэрэгжүүлэх боломжтой болгодог. Энэ тохиолдолд эд ангиудын элэгдлийн эсэргүүцэл, ялангуяа контакт-нөлөөллийн харилцан үйлчлэл ба зүлгүүрийн элэгдэлд олон дахин нэмэгддэг. U8, U10 төрлийн нүүрстөрөгчийн багажны ган, 5KhV2S, 9KhS, Kh12 төрлийн хүйтэн хэв гажилтын багажны ган, 5KhNM, 60KhN төрлийн халуун хэв гажилтын багажны ган зэрэг нь өндөр үр ашигтайгаар хатуурдаг Нарийн ширхэгтэй мартенсит-аустенит 65 HRC хүртэл хатуулагтай бүтэц нь хүч чадал, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлсэн. Багажны гангийн хатуурлын бүс дэх бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харьцааг мартенсит хувиргах хэсэгт аустенитийг дулааны тогтворжуулах, урьдчилсан дулааны боловсруулалт, плазмын хатууруулах горимыг сонгох замаар гүйцэтгэдэг. Цутгамал төмрийг плазмаар хатууруулах үед (SCH 15-32, SPKhN-45, SPKhN-49 төрлийн давхаргат бал чулуутай; зангилаа графиттай - SSHKhNM-42, SSHKhN-49 гэх мэт) өндөр хатуулагтай (хүртэл) бүтэцтэй. 60 HRC) нь гадаргуугийн давхаргад үүссэн ба элэгдэлд тэсвэртэй. Микро хайлах бүсэд ледебурит үүсдэг ба өндөр нүүрстөрөгчийн аустенит графит орцуудын эргэн тойронд ажиглагдаж, хөргөх үед мартенсит бүсүүд үүсдэг. Сувдан цутгамал төмрийн плазмын хатуурлын бүсэд мартенсит-устенитийн бүтэц үүсдэг бол феррит цутгамалд сорбит-тростит бүтэц үүсдэг. Плазмаар хатууруулсан цутгамал төмрийн өнхрөхийн чухал давуу тал нь өндөр хатуулагтай, үүнтэй зэрэгцэн аустенитийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн улмаас галын хагарал үүсэхэд тэсвэртэй байдаг бөгөөд энэ нь элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг 40-оор нэмэгдүүлдэг. ..60%. Хатууруулах процесст механик боловсруулалт (шаардлагатай бол) эсвэл хатууруулах гадаргууг цэвэрлэх, плазмын дулааны боловсруулалт ордог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн өнгөлгөөний ажил юм. Плазмын хатуурлын чухал шинж чанар нь уламжлалт их хэмжээний дулааны боловсруулалтанд хамрагдсан хэсгүүдийн гадаргууг нэмэлт хатууруулахад үр дүнтэй ашиглах боломж юм. Судалгаа, үйлдвэрлэлийн туршлагын үр дүнг нэгтгэх, дулааны боловсруулалтаар өөрчлөгдсөн гадаргуугийн давхаргын бүтэц, шинж чанарыг бүрдүүлэх зүй тогтлыг шинжлэх ухааны үндэслэлтэйгээр баталгаажуулахгүйгээр плазмын хатууруулах процессыг үйлдвэрлэлд өргөнөөр нэвтрүүлэх боломжгүй юм. боловсруулах горимын технологийн параметрээс хамааран эд ангиудын шаардагдах гүйцэтгэлийн шинж чанар. Төмөр-нүүрстөрөгчийн хайлшийг плазмын дулаанаар хатууруулахын мөн чанар нь фазын шилжилтийн (Ac1, Ac3, Asm) чухал температураас дээш хэсгийн гадаргуугийн орон нутгийн хэсгийг халааж, дараа нь өндөр хурдтайгаар хөргөхөд оршино. хатууруулах бүтэц. Уламжлалт дулааны боловсруулалтын нэгэн адил плазмын хатуурлын үр дүнд олж авсан бүтцийн төлөв байдлын онцлогийг халаалтын явцад аустенитийн нэгэн төрлийн болгох зэрэг, түүний үргэлжлэх хугацаа, түүнчлэн хайлшийн анхны найрлага, бүтцээр тодорхойлно. Гадаргууг халаасны дараа ХАЗ-д үүссэн эцсийн бүтцийн төлөв байдал, шинж чанар нь аустенитийн хамгийн бага тогтвортой байдлын температурын хязгаар дахь хөргөлтийн хурд, түүний ширхэгийн найрлага, хэмжээ, дулааны температурын параметрээр тодорхойлогддог бусад олон хүчин зүйлээс хамаарна. ХАЗ дахь мөчлөг. Плазмын хатуурлын үед төвлөрсөн энергийн урсгалыг бий болгохын тулд тусгай төхөөрөмжийг ашигладаг - плазмын бамбар. Хамгаалалтын аргоны агаар мандалд хэрэглэдэггүй электродын бамбараар үүсгэгддэг ердийн чөлөөт шаталттай нумантай харьцуулахад харьцуулж болох цахилгаан эрчим хүч бүхий плазмын нум нь нэмэгдсэн (15000 ... 20000 К) температур, илүү төвлөрсөн дулаан урсгалтай байдаг. Цоргоны сувагт шахагдсан нумын дамжуулагч хөндлөн огтлолыг плазмын хийн урсгалаар багасгаж, молекулууд нь нуман гадагшлуулах баганад ионжуулж, улмаар ионы гүйдлийн фракцыг нэмэгдүүлснээр хүрдэг. Ихэнх плазмын бамбарууд нь шууд туйлшралын шууд гүйдэл (электрод дахь сөрөг потенциал) дээр ажилладаг, учир нь анод нумын цэг дэх дулаан үүсэх нь катодынхоос өндөр байдаг. Энэ потенциалын хуваарилалт нь тухайн хэсгийг халаах дулааны үр ашгийг нэмэгдүүлж, электрод дээрх дулааны ачааллыг бууруулдаг. Электрод ба эд ангиудын гадаргуугийн хооронд шууд шатаах шахагдсан нум үүсгэдэг плазмын бамбаруудад дулаан дамжуулалт, конвекц, цацраг туяа, цахилгаан талбайд хадгалагдсан цэнэгтэй хэсгүүдийн кинетик энерги зэргээс шалтгаалан хэсэг рүү дулаан дамжуулдаг.

Ион суулгац (ион суулгац, ионы допинг) нь гадаргууг хурдасгасан ионуудаар бөмбөгдөж хатуу бодист хольцын атомуудыг нэвтрүүлэх явдал юм. Байгаа ионоор бөмбөгдөх үед ионууд бай руу гүн нэвтэрдэг. Ионы энерги E > 1 кеВ байх үед ионуудыг нэвтрүүлэх нь чухал болно.

Албан ёсоор ионы суулгацыг хатуу биетийн гадаргууг атом эсвэл атомын ионоор цацраг туяагаар цацрагаар нэрлэх нь зүйтэй бөгөөд энэ нь цацрагийн зорилтот торонд атомыг 5-10-аас доошгүй холбох энергийн энерги юм (дараа нь зогсохоос өмнө ион. эсвэл атом нь дор хаяж 2-3 атом хоорондын зайг туулах болно, өөрөөр хэлбэл түүнийг зорилтот эзлэхүүн рүү "суулгах" болно). Гэсэн хэдий ч бид 5-10 кВ-аас 50-100 кВ хүртэлх эрчим хүчний нарийхан хүрээг илэрхийлэхийн тулд "ион суулгац" гэсэн нэр томъёог ашигладаг. Олон тооны мөргөлдөөний үр дүнд хөдөлж буй бөөмс аажмаар эрчим хүчээ алдаж, сарниж, эцэст нь буцаж тусах эсвэл зогсох замаар гүнд тархдаг. Эрчим хүчний алдагдал нь зорилтот электронуудын харилцан үйлчлэл (уян хатан бус мөргөлдөөн) ба хос цөмийн (уян) мөргөлдөөнөөс шалтгаалж, энерги нь зорилтот атомуудад бүхэлдээ шилжиж, бөөмийн хөдөлгөөний чиглэл огцом өөрчлөгддөг. Өндөр энергитэй, бага нөлөөллийн параметрүүдтэй үед мөргөлдөж буй бөөмсийн цөм нь электрон тойрог замуудын радиусаас бага зайд бие биендээ ойртож, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийг Кулоны потенциалаар тодорхойлдог. Бага энергитэй үед цөмийг электроноор шалгах нь чухал юм. Ихэвчлэн хөдөлгөөнт ионы электронтой харилцан үйлчлэлцэх (чөлөөт ба атомын гаднах бүрхүүлүүд) ба ионы цөм ба зорилтот атомын харилцан үйлчлэлийг тус тусад нь авч үздэг бөгөөд алдагдлын механизмыг хоёуланг нь нэмэлт, орчин гэж үздэг. нэгэн төрлийн ба изотроп (Линдхард-Шарф-IIIiott онол, LSHSH). Онол нь уян харимхай мөргөлдөөний бүсэд ионы энерги нэмэгдэхийн хэрээр тодорхой энергийн алдагдлыг дээд зэргээр дамжуулж, дараа нь буурдаг гэж таамаглаж байна. Уян хатан бус мөргөлдөөний хувийн алдагдал нь үндсэн хуулийн дагуу эрчим хүч нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Энергийн маш өндөр хурдтай үед ион нь нүцгэн цөм хэлбэрээр зорилтот хэсэгт хөдөлдөг ба хувийн энергийн алдагдал нь улам ихсэх тусам буурдаг. Ионы замнал нь энгийн том өнцгийн тархалтын үйл явдлуудын хоорондох замын сегментүүдээс бүрдсэн нарийн төвөгтэй тасархай шугам юм. Дээжний гүн дэх тогтворжсон ионуудын тархалтын функц нь хамгийн их (гадаргуугаас хамгийн их цэгийн зайг тухайн энергийн ионуудын дундаж мужаар тодорхойлно).

Ионы суулгацын үйл явцын чухал шинж чанарууд гэж нэрлэгддэг. ионы проекцын хүрээ Rpr -- эхийн чиглэлийн траекторийн хүрээний проекц. бөөмийн хөдөлгөөн, түүнчлэн суулгасан атомуудын тархалт Rpr дээр, өөрөөр хэлбэл, x гүнд (зорилтот гадаргуугийн хэвийн дагуу бөмбөгдөлт хийх үед). Аморф зорилтот хэсэгт суулгасан бөөмсийн х тархалтыг харьц. mileage Ravg, rms scatter of mileage?R, Sk параметр нь Pearson тархалтын тэгш бус байдлыг тодорхойлдог. Эдгээр хэмжигдэхүүнүүд нь М1 М2 ба е0-ээс хамаарна. Sk = 0 үед Пирсоны тархалт Гаусс болж хувирна. Нэг талст руу ионы суулгац суулгах явцад суулгасан хэсгүүдийн гүний тархалт нь цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн сувгийн улмаас өөрчлөгдөж болно. Ионы суулгацын үед ионы энергийг өөрчилснөөр суулгасан хольцын тархалтыг хүссэн хэлбэрийн гүнд авах боломжтой. Гадаргуугийн нэгжээр дамжуулан хатуу объект руу суулгаж болох N хольцын атомын нийт тоо нь шүрших коэффициент S (нэг ионоор цохигдсон зорилтот атомын тоо) нэвтрэн орох хэсгүүдийн хувиас их байвал шүрших замаар хязгаарлагдана. b = 1-k (k нь тусгалын коэффициент). Тархалтыг үл тоомсорлодог

Энд nS=bn0/S нь тогтворжсон төлөвийн гадаргуу дээрх хольцын концентраци юм. Хэрэв S > b бол суулгасан атомын концентраци нь ионы тунг ихэсгэх тусам монотон нэмэгдэнэ. Ионы суулгацыг p-n уулзвар, гетеро холболт, бага эсэргүүцэлтэй контакт үүсгэхийн тулд хагас дамжуулагчийг допинг хийхэд өргөн ашигладаг. Ион суулгац нь бага температурт хольц, түүний дотор тархалтын коэффициент багатай хольцыг нэвтрүүлэх, хэт ханасан хатуу уусмал үүсгэх боломжтой болгодог. Ионы суулгац нь нэвтрүүлсэн хольцын нарийвчлал, өндөр цэвэршилт (ионы цацрагийг массаар нь салгах), нутагшуулах, түүнчлэн цахилгаан, соронзон орон ашиглан үйл явцыг хянах боломжийг олгодог. Өндөр температурт халаалт нь ион суулгах явцад үүссэн цацрагийн согогийг арилгах, суулгасан атомуудыг ердийн байрлалд шилжүүлэхэд ашиглагддаг. Металлуудад ион суулгах нь хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй, катализатор үүсгэх, үрэлтийн коэффициентийг өөрчлөх гэх мэтийг ашигладаг. Өндөр тунгаар, оруулсан хольцын агууламж n0-тэй харьцуулах боломжтой үед шинэ нэгдлүүд үүсэх боломжтой. . Ионы бөмбөгдөлт нь зөвхөн цацрагаас төдийгүй зорилтот гадаргуу дээр өмнө нь хуримтлагдсан хальснаас (буцах атомуудыг суулгах, ион холих) хольцыг нэвтрүүлэх боломжийг олгодог. Ионы бөмбөгдөлт нь суулгацын материал хуримтлагдаж болно. Ионы хуримтлалаар олж авсан хальс нь өндөр нягтралтай, субстраттай сайн наалддаг.

Ион суулгацын давуу талууд:

• 1. Ямар ч хольц, үечилсэн системийн аль ч элементийг нэвтрүүлэх (суулгах) чадвар.
• 2. Аливаа материалыг хайлшлах чадвар.
• 3. Субстратын материалд уусах чадвараас үл хамааран ямар ч концентрацид хольцыг нэвтрүүлэх чадвар.
• 4. Гелийн температураас хайлах температур хүртэл ямар ч субстратын температурт хольц оруулах боломж.
• 5. Техникийн цэвэршилттэй хайлштай бодис, тэр ч байтугай тэдгээрийн химийн нэгдлүүдтэй (мөн ямар ч цэвэршилттэй) ажиллах чадвар.
• 6. Допингийн ионы цацрагийн изотопын цэвэр байдал (өөрөөр хэлбэл зөвхөн өгөгдсөн элементээр төдийгүй зөвхөн энэ элементийн өгөгдсөн изотопоор допинг хийх боломж).
• 7. Орон нутгийн хайлшийг хөнгөвчлөх (наад зах нь энгийн механик маск ашиглан).
• 8. Хайлштай давхаргын жижиг зузаан (микроноос бага).
• 9. Давхаргын гүнийн дагуух хольцын агууламжийн их градиент, уламжлалт аргаар боломжгүй, гарцаагүй тархалттай хил хязгаарыг бүдгэрүүлдэг.
• 10. Технологийн процессыг удирдахад хялбар, бүрэн автоматжуулалт.
• 11. Хавтгай микроэлектроникийн технологид нийцдэг.

Ион суулгах боломжийг хязгаарласан хязгаарлалтууд:

• 1. Аливаа хольцыг нэвтрүүлэх чадвар нь заримдаа ионы эх үүсвэрийн ажлын бодисын шинж чанараар хязгаарлагддаг: a) хэт өндөр температур b) химийн болон дулааны тогтворгүй байдал, в) хэт их хоруу чанар, г) идэмхий.
• 2. Аливаа материалыг допинг хийх чадвар гэдэг нь зөвхөн допантийн атомыг зорилтот эзэлхүүн дотор нэвтрүүлэх, нэвтрүүлэх чадварыг л хэлнэ. Хэрэв "допинг" гэсэн ойлголт нь зорилтот талст торонд нэлээд тодорхой байр суурь эзэлдэг бол энд олон тохиолдолд ион суулгах боломж, жишээлбэл, тархалтаас хамаагүй их биш юм. Өөр нэг хязгаарлалт бол зорилтот материалын цацрагийн эсэргүүцэл юм. Цацрагийн нөхцөл нь нарийн төвөгтэй материалын задрал нь суулгацын үед бараг үргэлж тохиолддог (химийн нэгдлийн аль нэг бүрэлдэхүүн хэсгийг ууршуулах эсвэл шүрших зэргээс шалтгаална).
• 3. Ямар ч концентрацитай хольцыг нэвтрүүлэх чадварыг дээрээс нь давхаргын шүрших коэффициентээр хязгаарладаг. Нэмж дурдахад, согогийг арилгах явцад уусах чадварын хязгаараас хэтэрсэн хольц нь дүрмээр бол өөр фазын тунадас хэлбэрээр тунадасждаг.
• 4. Допингийн бага температур нь зөвхөн болор торны төлөв байдал нь ач холбогдолгүй ийм системүүдийн хувьд ердийн зүйл юм. Хэрэв эсрэгээр, суулгацын дараа гэмтсэн торыг сэргээх шаардлагатай бол жишээлбэл, диффузын допингтой харьцуулахад температурын өсөлт илүү даруухан болно.
• 5. Хайлшлах бодисын техникийн цэвэр байдлын давуу тал нь тухайн бодисыг хатаах эсвэл түүнээс амархан ионжуулж буй гадны хольцыг арилгах шаардлагатай байдаг.
• 6. Ионы цацрагийн изотопын цэвэр байдал нь допингийн изотопын цэвэр байдлыг огт илэрхийлдэггүй. Суулгацын нэгжийн хэсгүүдийг хурдан ионоор хэтрүүлэн шүрших, энэ цацагдсан бодисыг нэмэлт бодис бүхий давхарга руу хяналтгүй шахах нь давхаргын шинж чанарыг ихээхэн сүйтгэж болзошгүй тул гадны бодисыг допингийн гадаргуу руу оруулахгүйн тулд заль мэх шаардлагатай.
• 7. Суулгацын үед допингийн байршлыг механик маск эсвэл давхарласан маскаар хангадаг. Энд асуудал нь маскны материалыг хайлштай давхаргад оруулахтай холбоотой юм.
• 8. Нэмэлт давхаргын жижиг зузаан нь микроэлектроникт сайн боловч металлургийн хэрэглээнд ямар ч давуу тал биш юм.
• 9. Их хэмжээний хольцын концентрацийн градиент гүн. Тооцоолсон градиент (ионы хүрээний тархалтын дагуу) нь бохирдлын тархалтын цацрагийн өдөөлтийн улмаас профиль бүдгэрсний улмаас хэзээ ч бодитоор олж авдаггүй.
• 10. Үйл явцыг хянах хялбар байдал, автоматжуулалтыг олон суурилуулалтанд ашигладаг боловч хамгийн тохиромжтой нь - бүрэн автоматжуулсан үйлдвэрлэлийн шугам нь хол хэвээр байна.

Ион суулгац нь одоогоор хамгийн үнэтэй зүйл гэдгийг санах нь зүйтэй. Масс тусгаарлах ион суулгац нь гадаргуугийн давхаргыг судлах, өөрчлөх өвөрмөц арга юм. Энэ нь нэмэлт бодисын спектр, боловсруулсан материалын спектр, хайлштай давхарга дахь хольцын концентрацийн хүрээнд хоёуланд нь өвөрмөц юм. Гэсэн хэдий ч энэ өвөрмөц байдал нь зөвхөн судалгаа, хайлтын зорилгоор сайн байдаг. Олдсон хольц, концентраци, давхаргын зузааныг практикт ашиглах хэтийн төлөв илэрсэн даруйд ижил эсвэл ижил төстэй үр дүнг өгөх өөр технологи хайх, турших, боловсруулах шаардлагатай байна.

Бүтээгдэхүүний найдвартай байдал, бат бөх чанарыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг орон нутгийн гадаргууг хатууруулах дэвшилтэт арга

PZ-ийн мөн чанар нь металлын гадаргуугийн давхаргыг плазмын урсгалаар өндөр хурдтай халааж, тухайн хэсгийн материалын гүн давхаргад дулаан дамжуулсны үр дүнд хурдан хөргөх явдал юм.

PZ-ийн ЗОРИУЛАЛТ нь материалын химийн ерөнхий найрлага өөрчлөгдөөгүй, дотоод давхаргад анхны металлын анхны шинж чанарыг хадгалсан, хэдэн миллиметр хүртэл зузаантай хатуурсан гадаргуутай эд анги, багаж хэрэгслийг үйлдвэрлэх явдал юм.

PZ-д хамаарах материалууд - багажны ган, цутгамал төмөр, хатуу хайлш, хатууруулсан болон нитрокарбюратжуулсан ган, өнгөт хайлш болон бусад материал.

PZ-ийн НӨЛӨӨ нь гадаргуугийн давхаргын физик-механик шинж чанар өөрчлөгдсөний улмаас эд ангиудын ашиглалтын шинж чанар нэмэгдсэнээр тодорхойлогддог бөгөөд өндөр хатуулагтай металлын тодорхой бүтэц, фазын найрлага үүсдэг. тархалт, түүнчлэн гадаргуу дээр шахалтын үлдэгдэл хүчдэл үүсэх.

PZ EQUIPMENT нь нуман тэжээлийн эх үүсвэр, жижиг хэмжээтэй плазмын бамбар, плазмын бамбар эсвэл ажлын хэсгийг хөдөлгөх механизмаас бүрдэнэ. Эрчим хүчний эх үүсвэрийн хувьд плазмын гагнуурын болон гадаргуугийн UPNS-304, плазмын боловсруулалтын UPO-302, UPV-301, плазмын хайчлах UPRP-201, гагнуурын Шулуутгагч VD-201, VD-306, VDU-506 болон бусад төхөөрөмжийг ашигладаг. Плазмын бамбарыг анхны дизайны боловсруулалтын дагуу үйлдвэрлэдэг. Хөдлөх механизм нь цуваа механик, гагнуур эсвэл гадаргуугийн төхөөрөмж байж болно.

ТЕХНОЛОГИЙН ПРОЦЕСС PZ нь бүтээгдэхүүнийг плазмын бамбартай харьцуулахад эсвэл эсрэгээр нь хөдөлгөх замаар боловсруулсан гадаргуугийн урьдчилсан цэвэрлэгээ (ямар ч мэдэгдэж байгаа аргаар) болон шууд PZ-ээс бүрдэнэ. PZ-ийн дараах технологийн хувилбарууд боломжтой - анивчихгүйгээр, хэсгийн гадаргууг хайлуулахгүйгээр, хатуурсан бүсийн хоорондох зай завсаргүй эсвэл зайгүй. PZ процессын параметрүүд - плазмын нумын гүйдэл (тийрэлтэт), плазм үүсгэгч хийн урсгалын хурд, плазмын бамбар ба бүтээгдэхүүний хоорондох зай, хөдөлгөөний хурдыг оновчтой шинж чанарыг өгдөг алгоритмаар тодорхойлно. хатуурсан хэсгийн гадаргуугийн давхаргад . PZ процесс дахь халаалтын салшгүй температур нь 150..200 ° C-аас ихгүй байна Плазмын хийн хувьд аргон эсвэл түүний азоттой хольц, түүнчлэн агаарыг ихэвчлэн ашигладаг. Хатуурсан бүсийн дундаж өргөн нь 6..13 мм байна.

Боловсруулсан гадаргуугийн PZ-ийн ЧАНАРЫН ХЯНАЛТ нь өнгө байгаа эсэх, стандарттай харьцуулах, мөн PZ-ийн дараа гэрчийн дээжийн хатуулгийг нэмэгдүүлэх замаар нүдээр хийгддэг.

PZ-ийн АЮУЛГҮЙ БАЙДЛЫН ҮНДСЭН ШААРДЛАГА нь гагнуурын дулааны эх үүсвэрийг ашиглах замаар тодорхойлогддог бөгөөд яндангийн агааржуулалтын систем, цацраг туяанаас нүдийг хамгаалах шаардлагатай.

PZ-ийг ХЭРЭГЛЭХ ЖИШЭЭ: зүсэх, хэмжих хэрэгсэл, тамга, файл; хар тугалганы эрэг, араа, араа, тавиурын утаснуудын контур; камер, хувилагч, түүнчлэн янз бүрийн ховил, ховил, нүхний ажлын профиль; хөтөч, тэнхлэг, босоо ам, тэнхлэг, саваа; камерын эд анги, нэхмэлийн машин, мод, цаас, синтетик материал боловсруулах хутга; хүрээ ба дугуй хөрөө, зүү, сахлын хутга, өнхрөх ороомог, тахир гол ба camshaft, хөдөлгүүрийн хийн хуваарилах механизмын эд анги гэх мэт.

PZ-ийн ОНЦГОЙ ОНЦЛОГ. Аналогууд - өндөр давтамжийн гүйдэл, хийн дөл, химийн дулааны боловсруулалт, лазер болон электрон цацрагийн хатуужуулалтаар гадаргууг хатууруулах аргуудтай харьцуулахад энэ процесс нь ДАВУУ ТАЛУУДтай:

эд ангиудыг халаах бага интеграл температур;

хатууруулсан давхаргын илүү гүн, жишээлбэл, лазерын хатууралтай харьцуулахад;

Лазертай харьцуулахын тулд плазмын нумыг халаах өндөр үр ашигтай үр ашиг (85%)

хатууруулах - 5%;

тусгай нэмэлт химийн бодис, бодис хэрэглэхгүй байх;

хөргөх хэрэгсэл, вакуум, тусгай хэрэгсэл ашиглахгүйгээр үйл явцыг явуулах боломж

хатуурсан гадаргууг шингээх чадварыг нэмэгдүүлэх бүрхүүл;

лазер төхөөрөмжөөс ялгаатай нь хөргөх зориулалттай тусгай хөргөгч байхгүй;

энгийн, хямд өртөгтэй, маневрлах чадвар, технологийн тоног төхөөрөмжийн жижиг хэмжээсүүд;

технологийн процессыг автоматжуулах, роботжуулах боломж.

PZ-ийн ЭДИЙН ЗАСГИЙН ҮР АШИГТ дараахь байдлаар тодорхойлогддог.

эд анги, багаж хэрэгслийн үр ашиг, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэх;

өгөгдсөн үйлдвэрлэлийн хөтөлбөрийг биелүүлэхийн тулд сэлбэг хэрэгсэл, нэмэлт хэрэгслийн үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулах;

нунтаглах үйл ажиллагааны хэмжээ, PZ-д өртсөн багаж хэрэгсэлд зориулж пресс, металл боловсруулах машин суурилуулахтай холбоотой цаг хугацаа, мөнгийг багасгах;

сэлбэг хэрэгсэл, нэмэлт хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд ажиллаж буй ажилчдыг чөлөөлөх;

багаж хэрэгслийн ажиллагааны горимыг эрчимжүүлэх;

хуучирсан эд ангиудыг солих, тоног төхөөрөмжийг яаралтай засварлахад зогсолт багассантай холбоотойгоор одоо байгаа тоног төхөөрөмжийн гарцын өсөлт.

СЛАВМ ХАТУУЖУУЛАГЧ ӨНДӨР ХРОМТОЙ ЦЭТГЭР

Кирилл Васкин

Доктор, Тольятти Улсын Их Сургуулийн туслах профессор,

Орос, Тольятти

Артур Блинов

Тольятти улсын их сургуулийн бакалавр,

Орос, Тольятти

Андрей Блинов

АВТОВАЗ ХК-ийн "Цахилгаан хэрэгслийн технологийн хэлтсийн" дарга,

Орос, Тольятти

ТАЙЛБАР

Уг ажилд ЭМС-ийн цутгамал төмрийн физик, механик шинж чанарт плазмын хатууралтын нөлөөллийг судалсан. Бичил хатуулаг ба хатуурсан давхаргын гүнийг тодорхойлсон. Судалгааны үр дүнд плазмын гадаргуугийн дулааны хатуурлыг ашиглах нь дээжийн гадаргуугийн давхаргын бичил хатуулагыг 2 дахин ихэсгэх боломжтой болохыг тогтоожээ.

ХИЙСЭН МЭДЭЭ

Өгүүлэлд өндөр хром агуулсан цутгамал төмрийн плазмын хатуурлын физик-механик шинж чанарын нөлөөг судалж байна. Хатуу давхаргын хатуулаг ба гүний утгыг тодорхойлно. Өндөр төвлөрсөн эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашиглах нь бидний судалгааны үр дүнд гадаргуугийн давхаргын хатуулгийг 2 дахин нэмэгдүүлэх боломжтой болгодог.

Түлхүүр үг: плазмын хатуурал; дулааныг бэхжүүлэх.

түлхүүр үгс:плазмын хатуурал; дулааны хатуурал.

Бөхөөх үед температурын хүчин зүйлийн богино хугацааны нөлөө нь бүтцийг тараахад хүргэдэг. Энэ нь плазм болон лазерын хатуурлын хувьд ердийн зүйл юм. Гэсэн хэдий ч лазерын хатуурлын үед лазер туяа болон боловсруулж буй материалын контакт цэг нь боловсруулагдаж буй гадаргуутай плазмын нумын контактын цэгээс бага байдаг. Тиймээс том хатуурлын талбайн хувьд плазмын хатууруулах арга нь илүү үр дүнтэй байдаг. Тиймээс хөгцийг хатууруулах үед плазмын дулаанаар хатууруулах аргыг илүүд үздэг.

Плазмын хатууралтын үр нөлөөг судлах судалгааг АвтоВАЗ ХК-ийн хүйтэн штамп үүсгэх цоолтуур, хэвийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг KhF цутгамал төмрөөр хийсэн.

Дээжний плазмын хатуурлыг (Зураг 1) UGDZ-200 суурилуулалт дээр хийсэн.

Зураг 1. Плазмын хатууруулах дээжийн геометрийн хэмжээ

Дээж нь жижиг хэмжээтэй, дулааныг арилгах чадвар нь тийм ч их биш байсан тул хатуурсан гадаргуугийн зарим хэсэг хайлсан байна. Үүссэн жигд бус байдлыг арилгахын тулд дээжийг нунтаглаж, зүсэлтийн гүн нь ойролцоогоор 0.3 ... 0.4 мм, барзгар нь Ra0.8 байв. Үүний дараа цаашдын металлографийн судалгааг хийхийн тулд гадаргуугийн хэсгийг цахилгаан элэгдлийн машин дээр хайчилж авав.

Бичил хатуулгийн хэмжилтийг Micromet-II бичил хатуулаг шалгагч ашиглан хийсэн ба дээжийн бүтцийг AxioObserver микроскоп ашиглан судалсан.

ЭМС-ийн цутгамал төмрийн сорьцыг плазмаар хатууруулах

ЭМС ширэмнээс плазмын хатууруулалтаар хатуурсан дээжийн харагдах байдлыг Зураг 2-т үзүүлэв. Энэ дээж дээр хатуурсан цилиндр гадаргууг нунтаглах ажиллагааг 0.4 мм зузаантай материалыг зайлуулж, дараа нь гадаргуугийн хэлтэрхий металлографийн судалгаанд зориулж цахилгаан элэгдлийн аргаар таслав.

Хатууруулах үйл явцын үндсэн үзүүлэлтүүд:

• үйл ажиллагааны нумын гүйдэл 150А;
• аргоны ажлын даралт 0.3 МПа;
• хатуурсан бүсийн өргөн 10-12 мм;
• нумын урт - 20 мм;
• гадаргуу дээр өнгөрөх хурд - 0.5 м / мин.

Зураг 2. Цутгамал төмрийн дээжийг сийвэнгээр хатууруулах, нунтаглах, хатуурсан гадаргуугийн хэлтэрхийг хайчилж авсны дараа.

ЭМС-ийн цутгамал төмрөөр хийсэн сорьцын хатуурсан бүсийн бичил бүтцийг Зураг 3(а)-д үзүүлэв. Гадаргуугаас материалд бичил бүтцийн хуваарилалт дараах байдалтай байна: ледебурит, мартенсит, хадгалагдсан аустенит, троостомартенсит, цементит, хатуурсан давхаргын бүх хөндлөн огтлолын дагуу давхаргат бал чулуу.

a b

Зураг 3. ЭМС ширэмээр хийсэн сорьцын хатуурсан давхаргын бичил бүтэц. (а) - хатуурсан давхаргын бүтэц, (б) - голын бүтэц.

ЭМС-ийн цутгамал төмрөөр хийсэн дээжийн голын бичил бүтцийг Зураг 3б-д үзүүлэв: давхаргат перлит, цементит, давхаргат бал чулуу.

Плазмын хатууралтаар хатуурсан ЭМС-ийн цутгамал төмрийн давхаргын параметрүүд:

хатуурсан давхаргын гүн - 0.8 ... 1.0 мм;

хатуурсан давхаргын хатуулаг - HRC 55...58;

хатуурсан давхаргын бүтэц нь ледебурит, мартенсит, хадгалагдсан аустенит, троостомартенсит, цементит, ламеллар бал чулуу;

үндсэн хатуулаг - HRC 26;

үндсэн бүтэц - давхаргын перлит, цементит, давхаргат бал чулуу.

Ном зүй:

1. Васкин К.Я., Блинов А.А., Блинов А.В. Kh12MF гангийн плазмын хатуурал. Техникийн шинжлэх ухаан - онолоос практикт: Бямба. Урлаг. ээжээр. LXVIII дадлагажигч. шинжлэх ухаан-практик. conf. №3(63). - Новосибирск: СибАК, 2017. - S. 58-62.
2. Зубанов И.Ю., Блинов А.В. OAO VAZ-ийн марк үйлдвэрлэх шинэ технологи. Бүс нутгийн эрдэм шинжилгээний хурлын материал. T. 2. 2014 - S. 122.
3. Коротков В.А. Уралын бүс нутгийн аж ахуйн нэгжүүдэд УДГЗ-200 плазмын хатууруулах төхөөрөмжийг ашиглаж байсан туршлагатай. Автомат гагнуур. 2012. No5 (709). - S. 55-58.
4. Коротков В.А. Гар аргаар плазмыг хатууруулах шинж чанар ба үйлдвэрлэлийн хэрэглээ. Металлын шинжлэх ухаан ба металлын дулааны боловсруулалт. 2016. No8 (734). - S. 3-9.
5. Огин П.А., Васкин К.Я. Шилэн кабелийн лазер ашиглан элэгдлийн гадаргууг өөрчлөх замаар жижиг оврын багаж хэрэгслийн нөөцийг нэмэгдүүлэх. И.В.Резниковын уншлага: Дадлагажигчийн илтгэл. шинжлэх ухаан-техник. conf. 1-р хэсэг. Tolyatti: TSU, 2015. - S. 143–145.
6. Огин П.А., Мерсон Д.Л., Кондрашина Л.А., Васкин К.Я. R6M5 өндөр хурдны гангаар хийсэн жижиг оврын багажийн бүтэц, шинж чанар, элэгдэлд тэсвэртэй байдалд лазерын өөрчлөлтийн горимуудын нөлөө. Тольятти улсын их сургуулийн шинжлэх ухааны вектор. 2015. No 4 (34). - S. 83-88.
7. Шиан Ю., Ю Д., Ли К., Пэн Х., Цао X., Яо Ж. Гадаргуугийн хатуурал дахь дулааны плазмын тийрэлтэт дулааны урсгалын шинж чанаруудын нөлөө. Материалын сэтгүүл. 2015. P. 238-246.