Дипломная работа: Плазменное поверхностное упрочнение металлов

нагрева.

(2.18)

Z ≈ 2√ a τ_им / π - Т_λ /W

Для получения за один проход широкой упрочненной дорожки, при упроч­нении применяют сканирование (магнитные или механические системы) плазмен­ной струи (дуги) по поверхности в направление перпендикулярном поступательному перемещению. С целью упрощения модель для приближенной оценки парамет-ров сканирования можно представить в виде плоской задачи.

Известно, что в случае использования модели одновременного нагрева полу» бесконечного тела поверхностным тепловым источником с постоянной во времени интенсивностью, можно получить соотношении плотности мощностиg_m , требуе­мой для достижения на поверхности максимальной температурыТ_тах

(2.19)

g _т =Т_тах аср √ π / 4 at

где α -температуропроводность;

ср - объемная теплоемкость;

t - времся нагрева.

Для нагрева плазменной струей (дугой)

(2.20)

t = d / υ,g = g_n / S

где d- диаметр пятна нагрева в направлении движения;

υ - скорость перемещения пятна, относительно детали;

g_n - полная мощность, подводимая к плазмотрону;

S- площадь, обрабатываемая плазменной струей.

В случае упрочнения без оплавления поверхности, необходимо, чтобы Т_тах а поверхности! материала не превышала температуру плавления

(2.21)

Т_тах ≤Т_пл

Тогда, согласно (2.19) и (2.21), должно выполняться условие

(2.22)

g _т √ t ≤ Т_пл аср √ π / 4 a

где знак равенства соответствует максимальной глубине закалки, без оплавления поверхностности.

Рассмотрим пятно нагрева радиусом r , движущиеся по поверхности металла со скоростью υ и одновременно совершающее пилообразные колебания частотой f и амплитудой 2 d перпендикулярно направлению υ , рис. 2.2.

Рис.2.2. Схемы линейного (а) и кругового (б) сканирования.

Сканирующая плазменная струя создает на обрабатываемой поверхности усредненный источник тепла, размерами 2 r * 2 d , движущийся со скоростьюυ,

для которого время нагрева определяется соотношением: