Hartowanie laserowe narzędzi z wykorzystaniem podzielnika wiązki

• Autorzy: Nowotyńska I. , Kut S. , Kogut K.

Identyfikatory

DOI

10.24136/atest.2018.147

Warianty tytułu

EN

Laser hardening of tools with the use of the beam

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Głównym problemem występującym podczas hartowania laserowego narzędzi jest brak ciągłości oraz zróżnicowanie właściwości warstwy wierzchniej w wyniku zastosowania wielu równoległych ścieżek hartowania. W konsekwencji pomiędzy kolejnymi ścieżkami może wystąpić obszar odpuszczony bądź niedostatecznie zahartowany. W artykule przedstawiono oryginalny sposób hartowania laserowego narzędzi, szczególnie gnących, z wykorzystaniem podzielnika wiązki światła laserowego. Taki sposób hartowania umożliwia jednoczesne nagrzewanie i hartowanie naroża narzędzia oraz powierzchni do niego przylegających na żądanej szerokości w jednym przejściu z takimi samymi parametrami. W konsekwencji warstwa zahartowana jest jednakowa na powierzchni naroża oraz powierzchniach przylegających tj. bez obszarów odpuszczonych lub niedostatecznie zahartowanych. Zastosowanie tego sposobu wymaga wyposażenia głowicy lasera hartowniczego w podzielnik, którego zadaniem jest rozdział wiązki światła laserowego na oddzielne części tej wiązki o regulowanej szerokości za pomocą odpowiednio usytuowanych luster. Nowy sposób hartowania nie tylko wyeliminowuje problem tzw. śladów hartowniczych powstałych w wyniku hartowania laserowego co w bezpośredni sposób wpływa na jakość, wytrzymałość i trwałość narzędzia lecz ponadto jest znacznie bardziej wydajny i korzystny także ze względów ekonomicznych.

EN

The main problem occurring during the laser hardening of tools is the lack of continuity and diversity of surface layer properties as a result of the use of many parallel hardening paths. As a consequence, there may be a forgiven or under-hardened area between successive paths. The paper presents the original method of laser hardening of tools, especially bending, using a laser beam splitter. Such a hardening method enables simultaneous heating and tempering of the tool corner and the surfaces adjoining it at the desired width in one pass with the same parameters. As a consequence, the hardened layer is uniform on the surface of the corner and adjacent surfaces, i.e. without forgiven or unhardened areas. The use of this method requires equipping the hardening laser head with a divider, whose task is to distribute the laser beam to separate parts of the beam with adjustable width by means of appropriately placed mirrors. The new method of hardening not only eliminates the problem of so-called hardening marks created as a result of laser hardening, which directly affects the quality, durability and durability of the tool, but is also much more efficient and also beneficial for economic reasons.

Słowa kluczowe

PL

hartowanie laserowe narzędzi; utwardzanie powierzchniowe; podzielnik

EN

laser hardening of tools; surface remelting; allocator

• Wydawca: Instytut Naukowo-Wydawniczy "SPATIUM". sp. z o.o.
• Czasopismo: Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 19, nr 6
• Strony: 636--639, CD
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., schem.

Twórcy

autor

Nowotyńska I.

• Wydział Zarządzania, Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

autor

Kut S.

• Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów

autor

Kogut K.

• Przedsiębiorstwo Produkcji Maszyn i Urządzeń PLASMET Sp. z o.o.; ul. M. Konopnickiej 25; 37-700 Przemyśl

Bibliografia

• 1. Wang A.Q., Xie J.P., Wang W.Y., Li J.W., Li L.L., Effect of induction hardening on rolling wear properties of 45 steel, Trans. Mater. Heat Treat. 2007, 28 (1).
• 2. Kim M.H., Rhee K.Y., Paik Y.N., Hong J.S., Ham Y.S., Experimental investigation on the mechanical behavior of high-frequency induction-hardenedmild carbon, SPS5 steel, Mater. Sci. Eng. A, 2008, 485 (1–2).
• 3. Zhu X., Zhang T., Marchant D., Morris V., The structure and properties of NiAl formed by SHS using induction heating, Mater. Sci. Eng. A, 2011, 528 (3).
• 4. Revilla C., Lopez B., Rodriguez-Ibabe J.M., Carbide size refinement by controlling the heating rate during induction tempering in a low alloy steel, Mater. Des. (2014, 62.
• 5. Kristoffersen H., Vomacka P., Influence of process parameters for induction hardening on residual stresses, Mater. Des. (2001, 22 (8).
• 6. Savaria V., Monajati H., Bridier F., Bocher P., Measurement and correction of residual stress gradients in aeronautical gears after various induction surface hardening treatments, J. Mater. Process. Technol. 2015, 220.
• 7. Coupard D., Palin-Luc T., Bristiel P., Vincent J., Christian D., Residual stresses in surface induction hardening of steels: comparison between experiment and simulation, Mater. Sci. Eng. A (2008, 487 (1–2).
• 8. Telasang G., DuttaMajumdar J., Padmanabham G., Manna I., Structure–property correlationin laser surface treated AISIH13 tool steel for improved mechanical properties, Materials Science & Engineering A, 2014, 599.
• 9. Cordovilla F., García-Beltrán A., Sancho P., Domínguez J., Ruiz-de-Lara L., Ocaña J.L., Numerical/experimental analysis of the laser surface hardening with overlapped tracks to design the configuration of the process for Cr-Mo steels, Materials and Design 2016, 102.
• 10. Ion J.C., Surface hardening, in: J.C. Ion (Ed.), Laser processing of engineering materials. Principles, procedure and industrial application, first ed. Elsevier Butterworth- Heinemann, Oxford 2005.
• 11. Kennedy E., Byrne G., Collins D.N., A review of the use of high power diode lasers in surface hardening, J. Mater. Process. Technol. 2004, 155–156.
• 12. Slatter T., Taylor H., Lewis R., et al., The influence of laser hardening on wear in the valve and valve seat contact, Wear 2009, 267.
• 13. Lee J-H., Jang J-H., Joo B-D., Son Y-M., Moon Y-H., Laser surface hardening of AISI H13 tool steel. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 2009, 19.
• 14. http://www.plasmet.net
• 15. Kut S., Kogut K.: Sposób hartowania narzędzi, zwłaszcza gnących z rozdziałem wiązki światła laserowego. Zgłoszenie patentowe P.417906, 2016.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)