Actual Problems in Machine Building 2014 No. 1

I Международная научно-практическая конференция « Актуальные проблемы в машиностроении » Технологическое оборудование, оснастка и инструменты __________________________________________________________________ 233 превращения с плавлением металла начинаются вследствие концентрационной неоднородности распределения углерода по фазам сплава закономерно вокруг графитовых включений. В этом слое (между поверхностным нанослоем и основой металла) происходят структурные превращения характерные для лазерной закалки, которые приводят к увеличению микротвёрдости до уровня 8-10 ГПа (в 3-4 раза твёрже основы) на толщине в десятки-сотни микрометров (рис. 3а, 4б). Сравнение удельной производительности лазерно-плазменной обработки чугуна СЧ25 с традиционной лазерной закалкой непрерывным излучением показало, что производительность лазерно-плазменной обработки в 7-10 раз выше, чем у традиционной лазерной закалки [3,4], что объясняется 4-5 кратным превышением эффективности энергообмена между лазерной плазмой и металлом под воздействием прямого поглощения лазерного излучения, сопровождающимся гиперинтенсивным ультразвуком. Оценку триботехнических свойств производили при испытании образцов на машине трения МИ-1 после предварительной взаимной притирки поверхностей диска (закалённая сталь 40) и колодки (образец, вырезанный из цилиндровой втулки двигателя). Удельная нагрузка в условиях жидкостного трения при смазке маслом М-14В2 ГОСТ 12337-84 составляла 1250 МПа. Результаты испытаний представлены в таблице. Таблица Влияния лазерно-плазменной обработки ЛПМ на механические свойства серого антифрикционного чугуна на перлитной основе Состояние материала Удельная скорость изнашивания V изн , г/час  10 -7 Коэффициент трения f σ и , МПа а н , КДж/м 2 СЧ25 без обработки 142 0,0059 400 - 420 85 - 90 СЧ25 после ЛПМ 6 0,0035 420 - 430 80 - 85 Обработанные лазером образцы изнашивались в принятых условиях испытаний со скоростью в 20 раз меньшей по сравнению со скоростью изнашивания исходных (без ЛПМ модификации) образцов. При этом на треть уменьшился коэффициент трения. Такое улучшение триботехнических характеристик объясняется структурными изменениями поверхности при ЛПО (рис. 4в). После лазерно- плазменной обработки графитовые пластины в антифрикционном чугуне оказываются окруженными слоями металла со структурой, полученной закалкой из жидкого (ледебурит) и твёрдого (двойниковый мартенсит) состояния. Эти твёрдые участки воспринимают усилие, возникающее в паре трения, обеспечивая износостойкость чугуна. Кроме того они препятствуют