Поверхностное упрочнение деталей плазменной дугой

Поверхностное упрчнение деталей плазменной дугой.

Многие ответственные детали работают на истирание и одновременно подвергаются действию ударных нагрузок. Такие детали должны иметь высокую поверхностную твердость, что достигается применением способа поверхностного упрочнения деталей, либо нанесения на них различного рода покрытий.

В последнее время для поверхностной термической обработки деталей все более находят применение источники выосококонцентрированной энергии. При закалке относительно массивных деталей с использованием источников высококонцентрированной энергии, как правило, не требуются охлаждающие среды, так как локально нагретые слои очень быстро остывают в результате отвода теплоты в холодную массу детали.

Одним из наиболее совершенных и универсальных методов поверхностного упрочнения является технология плазменной наплавки порошковых износостойких материалов и упрочнения (закалки) без их применения.

Плазменное упрочнение деталей подчиняется основным закономерностям термической обработки железо-углеродистых сплавов. Основным отличием его от традиционных методов термической и химико-термической обработки является наличие сверхинтенсивного ввода энергии в металл и столь же активного отвода от поверхности в холодную сердцевину, благодаря чему достигаются значительные скорости нагрева и охлаждения металла, при которых формируется структура высокой дисперсности с резким повышением твердости и износостойкости поверхностных слоев.

Пламя сжатой дуги на выходе из плазматрона имеет температуру порядка 10000 - 20000°С. Поверхность детали нагревается до температуры закалки за очень короткий промежуток времени, в течение которого нижележащие слои металла не успевают прогреваться до критической точки и поэтому не закаливаются.

Метод отличает высокая производительность, низкие удельные энергозатраты, высокий уровень автоматизации благодаря локализации зоны обработки позволяет значительно снизить деформацию деталей, вести обработку труднодоступных и сложнопрофильных поверхностей.

Переналадка оборудования при упрочнении разнопрофильных деталей занимает незначительное время.

Применение плазменной технологии упрочнения существенно снижает затраты и повышает твердость деталей, подверженных обработке плазменной дугой.

Как показали исследования, износостойкость чугунных деталей, упрочненных плазменной дугой, возрастает в 8-10 раз, а стальных в 3-5 раз по сравнению с традиционными методами термической и химико-термической обработки. Кроме того, плазменное упрочнение позволяет в 3-4 раза повысить ресурс работы новых деталей.

Глубина плазменного упрочнения и распределение микротвердости зависят от мощности плазменной дуги, окружной скорости вращения детали и расхода плазмообразующего газа. Путем подбора соответствующих режимов плазменной обработки установлена возможность контроля глубины поверхностной закалки и управления ею и твердостью.

Материал	Твердость, HRCэ
Материал	В исходном состоянии	После плазменного упрочнения
Чугун СЧ 18-36	18 - 20	65 - 68
Чугун СЧ 24-44	24 - 26	62 - 63
Чугун КЧ 35-10	10 - 14	50 - 60
Сталь 35	18 - 22	53 - 55
Сталь 45	18 - 20	60 - 65
Сталь 40Х	18 - 20	59 - 60
Сталь У8,У9,У10	21 - 29	до 72