Wpływ odległości między ścieżkami hartowniczymi na własności stali stopowych

• Autorzy: Gądek T. , Nowacki Ł. , Drenger T. , Pieszak M.

Warianty tytułu

EN

Effect of distance between laser hardening lines on the properties of alloy steel

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule opisano sposób hartowania powierzchniowego stali narzędziowych (X210Cr12 oraz 42CrMo4) przy pomocy lasera diodowego dużej mocy (HPDL) firmy ROFIN-SINAR Laser GmbH. W pierwszej części artykułu przedstawione i opisane zostały wyniki badań wpływu ciepła wiązki lasera diodowego (dla pojedynczej ścieżki hartowniczej) na strukturę i twardość badanych materiałów. Po przeprowadzeniu prób hartowania, w celu określenia grubości zahartowanej warstwy oraz analizy struktury materiału, wycięto próbki i poddano je badaniom metalograficznym. Otrzymane wyniki badań pozwoliły na wyznaczenie parametrów procesu, które przyjęto do dalszych badań. Celem badań było określenie minimalnej odległości ścieżek hartowniczych względem siebie, mających zapewnić uzyskanie możliwie jednorodnej struktury zahartowanego materiału oraz twardość warstwy zahartowanej powyżej 500 HV0,1. W artykule zbadano i opisano wpływ oddziaływania na siebie kolejnych ścieżek uzyskanych w trakcie laserowego hartowania warstwy wierzchniej. Dla lepszego zobrazowania wpływu ciepła wiązki lasera wyniki badań rozkładu twardości, przedstawione zostały w sposób graficzny. Stwierdzono, że dla materiału 42CrMo4 przy jednomilimetrowym pokrywaniu się ścieżek hartowniczych możliwe jest uzyskanie w miejscu pokrywania się ścieżek struktury martenzytycznej. Badania hartowania powierzchniowego przeprowadzone zostały na stanowisku badawczym do kształtowania obrotowego wyrobów z blach znajdującym się w Instytucie Obróbki Plastycznej w Poznaniu, w skład, którego wchodził stół współrzędnościowy oraz laser diodowy o maksymalnej mocy – 3,6 kW, dla wiązki o wymiarach 30x8 mm.

EN

This article describes the method of surface hardening tool steels (X210Cr12 and 42CrMo4) by means of a high-power diode laser (HPDL) from the ROFIN-SINAR Laser GmbH company. The first part of the article presents and describes the results of studies on the effect of diode laser beam heat (on a single hardening line) on the structure and hardness of the studied materials. After hardening trials were performed, specimens were cut out and subjected to metallographic examinations. The obtained results of studies made it possible to determine process parameters, which were accepted for further research. The aim of this study was to determine the minimum distance of laser hardening lines from one another that would ensure the achievement of the greatest homogeneity of structure possible and hardness of the hardened layer above 500 HV0.1. This article investigates and describes the effect of interaction between successive lines obtained during laser hardening of the surface layer. To better illustrate the effect of laser beam heat on hardness distribution results, the results have been presented graphically. It was observed that, in the case of 42CrMo4 material, it is possible to obtain a martensitic structure in the line overlap area for a 1 mm overlap of hardening lines. Surface hardening studies were conducted on a test station for rotary forming of sheet products found at the Metal Forming Institute in Poznan, consisting of a coordinate table and diode laser with maximum power – 3.6 kW and 30x8 mm beam.

Słowa kluczowe

PL

hartowanie laserowe; warstwa wierzchnia; struktura; stal narzędziowa; ścieżka hartownicza

EN

laser hardening; surface layer; structure; tool steel; hardening line

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej
• Czasopismo: Obróbka Plastyczna Metali
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 26, nr 3
• Strony: 229--240
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gądek T.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Nowacki Ł.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Drenger T.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

autor

Pieszak M.

• Instytut Obróbki Plastycznej, ul. Jana Pawła II 14, 61-139 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Klimpel, Andrzej, Borek, Aleksander. 2013. „Laserowa obróbka cieplna części maszyn i urządzeń.” Stal Met. Nowe Technol. 9/10: 26-36,.
• [2] Klimpel, Andrzej. 2008. „Spawalnicze technologie laserowe. Przykłady zastosowania lasera diodowego dużej mocy.” Biuletyn Instytutu Spawalnictwa w Gliwicach 5: 35–40.
• [3] ALOtec Dresden GmbH. 2014. ALOtec Dresden GmbH. Technologia. http://www.alotec.de/pl/technologia.html.
• [4] Pawłowicz, Wojciech. 2011. „Hartowanie diodowym laserem dużej mocy.” Mechanik 3: 41–43.
• [5] Němeček, Stanislav. 2011. „Laser surface treatment of tools and machine parts.” Inżynieria powierzchni 4: 27–33.