Визначення оптимальних режимів комбінованого лазерно-ультразвукового зміцнення інструментальної сталі Х12МФ

Dmytro Lesyk, Vitaliy Dzhemelinskyi, Bogdan Mordyuk, Georgy Prokopenko, Oleksandr Dаnylеikо

Анотація


В даній роботі, для підвищення фізико-механічних властивостей робочих поверхонь виробів запропоновано спосіб комбінованого лазерно-ультразвукового поверхневого зміцнення з використанням сканувального лазерного променя та ультразвукового багатобойкового наконечника. Для реалізації комбінованого термодеформаційного зміцнення та оздоблювання визначено вплив режимів лазерної термообробки та ультразвукової ударної обробки на властивості поверхневого шару сталі Х12МФ з використанням багатофакторного експерименту із елементами аналізу дисперсії та рівнянь регресії. Встановлено, що процес лазерного термозміцнення сталі необхідно реалізовувати при температурі нагрівання 1250…1300 °С та швидкості обробки 80…100 мм/хв., а процес ультразвукового деформаційного зміцнення – при амплітуді ультразвукових коливань 18 мкм та тривалості обробки 100…120 с

Ключові слова


лазерна термообробка; ультразвукова ударна обробка; сталь Х12МФ; поверхневий шар; твердість; шорсткість

Повний текст:

PDF

Посилання


Kovalenko, V. S., Golovko, L. F. Laser hardening of chrome steels. The industrial laser handbook, Springer-Verlag New York Inc, 1992, 121-122.

Aqida, S. N., Naher, S., Maurel, M., Brabazon, D. An overview of laser surface modification of die steels, Proc. Materials of 25th Int. Manuf. Conf., Dublin, Ireland 3-5 September, 2008, 102-128.

Babic, M., Babic, J., Kokol, P. Optimal fractal dimension on grain structure robot laser‐hardened tool steel, Advances in Production Engineering & Management, 2014, 9, 119-127, doi.org/10.14743/apem2014.3.181.

Golovko, L. F., Luk"yanenko, S. O. Lazerni tehnologii' ta komp’juterne modeljuvannja [Laser technology and computer modeling]. Kyev: Vistka, 2009, 296.

Lee, J. H., Jang, J. H., Joo, B. D., Moon, Y. H. Laser surface hardening of AISI H13 tool steel, Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2009, 19, 917-920, doi:10.1016/S1003-6326(08)60377-5.

Amine, T., Newkirk, J. W., El-Din, H., El-Sheikh, F., Liou, F. Microstructural and hardness investigation of tool steel D2 processed by laser surface melting and alloying, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2014, 73, 1427-1435, doi:10.1007/s00170-014-5882-8.

Goia, F. A., Fernandes de Lima, M. S., Joo, B. D., Moon, Y. H. Surface hardening of an AISI D6 cold work steel using a fiber laser, Journal of ASTM International, 2011, 8, 1-9, ID JAI103210.

Lesyk, D. A., Martinez, S., Dzhemelinskyi, V. V., B. N. Mordyuk, Lamikiz, A., Prokopenko, G. I. An overview of laser surface modification of die steels, Proc. Materials of Seventh Int. Conf.: Laser Technologies in Welding and Materials Processing, Odessa, Ukraine 14-18 September, 2015, 31-32.

Wang, Z., Jiang, C., Gan, X., Chen, Y., Ji, V. Influence of shot peening on the fatigue life of laser hardened 17-4PH steel, International Journal of Fatigue, 2011, 33, 549-556, doi:10.1016/j.ijfatigue.2010.10.010.

Mordyuk, B. N., Prokopenko, G. I. Ultrasonic impact treatment – an effective method for nanostructuring the surface layers in metallic materials, In. M.Aliofkhazraei (Ed.), Handbook of mechanical nanostructuring, Wiley-VCH, Weinheim, 2015, 417-434, doi:10.1002/9783527674947.ch17.

Lesyk, D. A., Martinez, S., Dzhemelinskyi, V. V., Lamikiz, A., Mordyuk, B. N., Prokopenko, G. I. Surface microrelief and hardness of laser hardened and ultrasonically peened AISI D2 tool steel, Surface and Coatings Technology, 2015, 278, 108-120, doi.org/10.1016/j.surfcoat.2015.07.049.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Kovalenko, V. S. Laser hardening of chrome steels / V. S. Kovalenko, L. F. Golovko // The industrial laser handbook, Springer-Verlag New York Inc. – 1992. – Р. 121-122.
  2. Aqida, S. N. An overview of laser surface modification of die steels / S. N. Aqida, S. Naher, M. Maurel, D. Brabazon // Proc. Materials of 25th Int. Manuf. Conf., Dublin, Ireland 3-5 September. – 2008. – Р. 102-128.
  3. Babic, M. Optimal fractal dimension on grain structure robot laser‐hardened tool steel / M. Babic, J. Babic, P. Kokol // Advances in Production Engineering & Management. – 2014. – № 9. – Р. 119-127. – doi:10.14743/apem2014.3.181.
  4. Головко, Л. Ф. Лазерні технології та комп’ютерне моделювання / Л. Ф. Головко, С. О. Лук’яненко // Вістка, Київ. – 2009. – 296 p.
  5. Lee, J. H. Laser surface hardening of AISI H13 tool steel / J. M. Lee, J. H. Jang, B. D. Joo, Y. H. Moon // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. – 2009. – № 19. – Р. 917-920. – doi:10.1016/S1003-6326(08)60377-5.
  6. Amine, T. Microstructural and hardness investigation of tool steel D2 processed by laser surface melting and alloying / T. Amine, J. W. Newkirk, H. El-Din, F. El-Sheikh, F. Liou // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2014. – № 73. – Р. 1427-1435. – doi:10.1007/s00170-014-5882-8.
  7. Goia, F. A. Surface hardening of an AISI D6 cold work steel using a fiber laser / F. A. Goia, M. S. Fernandes de Lima, B. D. Joo, Y. H. Moon // Journal of ASTM International. – 2011. – № 8. – Р. 1-9. – ID JAI103210.
  8. Lesyk, D. A. An overview of laser surface modification of die steels / D. A. Lesyk, S. Martinez, V. V. Dzhemelinskyi, B. N. Mordyuk, A. Lamikiz, G. I. Prokopenko // Proc. Materials of Seventh Int. Conf.: Laser Technologies in Welding and Materials Processing, Odessa, Ukraine 14-18 September. – 2015. – Р. 31-32.
  9. Wang, Z. Influence of shot peening on the fatigue life of laser hardened 17-4PH steel / Z. Wang, C. Jiang, X. Gan, Y. Chen, V. Ji // International Journal of Fatigue. – 2011. – № 33. – Р. 549-556. – doi:10.1016/j.ijfatigue.2010.10.010.
  10. Mordyuk, B. N. Ultrasonic impact treatment – an effective method for nanostructuring the surface layers in metallic materials / B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko // In. M.Aliofkhazraei (Ed.), Handbook of mechanical nanostructuring, Wiley-VCH, Weinheim. – 2015. – Р. 417-434 – doi:10.1002/9783527674947.ch17.
  11. Lesyk, D. A. Surface microrelief and hardness of laser hardened and ultrasonically peened AISI D2 tool steel / D. A. Lesyk, S. Martinez, V. V. Dzhemelinskyi, A. Lamikiz, B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko // Surface and Coatings Technology. – 2015. – № 278. – Р. 108-120. – doi.org/10.1016/j.surfcoat.2015.07.049.




DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2017.23.05

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.