Lézer hónolt felületek vizsgálata



Hasonló dokumentumok
A felületi technológiák áttekintése

A felületi technológiák áttekintése

Mobilitás és Környezet Konferencia

Szakmai nap Nagypontosságú megmunkálások Nagypontosságú keményesztergálással előállított alkatrészek felület integritása

Az ipari komputer tomográfia vizsgálati lehetőségei

7. Élettartam növelő megmunkálások (tartósság növelő)

A felületi technológiák vizsgálati módszerei

2011/ a.) és b.) ábra. CT vizsgálat elrendezése

A FŐVÁROSI HULLADÉKHASZNOSÍTÓ MŰ KAZÁNJÁBAN KELETKEZETT SZILÁRD ANYAGOK KÖRNYEZET- GEOKÉMIAI VIZSGÁLATA

Festett műanyag alkatrészek vizsgálata

Havancsák Károly Nagyfelbontású kétsugaras pásztázó elektronmikroszkóp az ELTÉ-n: lehetőségek, eddigi eredmények

A vizsgált anyag ellenállása az adott geometriájú szúrószerszám behatolásával szemben, Mérnöki alapismeretek és biztonságtechnika

Kétalkotós ötvözetek. Vasalapú ötvözetek. Egyensúlyi átalakulások.

7.1. Al2O3 95%+MLG 5% ; 3h; 4000rpm; Etanol; ZrO2 G1 (1312 keverék)

1. Szerszámjavítás lézerhegesztéssel 2. Műanyagok lézeres feliratozása

Felületjavítás görgızéssel

Csapágyak szigetelési lehetőségei a kóbor áram ellen. Schaeffler Gruppe

Öntött Poliamid 6 nanokompozit mechanikai és tribológiai tulajdonságainak kutatása. Andó Mátyás IV. évfolyam

Fényérzékeny amorf nanokompozitok: technológia és alkalmazásuk a fotonikában. Csarnovics István

Ipari jelölő lézergépek alkalmazása a gyógyszer- és elektronikai iparban

Előszó. International Young Physicists' Tournament (IYPT) Karcolt hologram #5 IYPT felirat karcolása D'Intino Eugenio

7.10. Esettanulmányok, különleges vizsgálati módszerek

DICHTOMATIK. Beépítési tér és konstrukciós javaslatok. Statikus tömítés

Nanokeménység mérések

Mikroszerkezeti vizsgálatok

Dankházi Z., Kalácska Sz., Baris A., Varga G., Ratter K., Radi Zs.*, Havancsák K.

Alumínium ötvözetek aszimmetrikus hengerlése

Dicsı Ágnes: Lézer a restaurálás szolgálatában Álom és valóság

SF RAILFORCE A kopásálló bevonat fémek felületére

Anyagismeret. 3. A vas- karbon ötvözet

2. Tantermi Gyakorlat A szerkezeti anyagok tulajdonságai és azok vizsgálata Nyomóvizsgálat, hajlítóvizsgálat, keménységmérés

LÉZERES HEGESZTÉS AZ IPARBAN

Nem mind arany, ami fénylik középkori nanotechnológia: történeti fémfonalak FIB/SEM vizsgálata

Rövid ismertető. Modern mikroszkópiai módszerek. A mikroszkóp. A mikroszkóp. Az optikai mikroszkópia áttekintése

ANYAGTUDOMÁNYI ÉS TECHNOLÓGIAI TANSZÉK

Felületmódosító technológiák

Name of presenter - short title

Motorblokk-hengerfurat futófelületi tulajdonságainak változása lézersugaras kezelés hatására. Tézisfüzet

Anyagszerkezet és vizsgálat

Kötőanyagok habarcsok. a mikroszkóp rt?

MULTICLEAR TM ÜREGKAMRÁS POLIKARBONÁT LEMEZEK. Müszaki Adatlap

Szakma: Gépészmérnök Gazdaság mérnök 38 év a gyárfejlesztési és beruházási projekt vezetésben Induktív vezeték építés től sok méter

Akusztikai tervezés a geometriai akusztika módszereivel

Giga Selective síkkollektor TERVEZÉSI SEGÉDLET

A levegőtisztasági mérések Európai Uniós gyakorlata

NYOMTATOTT HUZALOZÁSÚ LAPOK GYÁRTÁSTECHNOLÓGIÁJA

Történeti aranyozott ezüstfonalak készítéstechnikai vizsgálata

Sugárzáson, és infravörös sugárzáson alapuló hőmérséklet mérés.

Anyagvizsgálati módszerek Elemanalitika. Anyagvizsgálati módszerek

Kerámia-szén nanokompozitok vizsgálata kisszög neutronszórással

Keménymarás és/vagy szikraforgácsolás. Dr. Markos Sándor, Szerszámgyártók Magyarországi Szövetsége

SZABAD FORMÁJÚ MART FELÜLETEK

Opakásványok kristályorientáció vizsgálata a lahócai Cu-Au ércesedésben

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata 4. félév

A korszerű motorfelújítás. A modern kori gordiuszi csomó

XXI. Nemzetközi Gépészeti Találkozó - OGÉT 2013

Felületminőség. 11. előadás

VÁLASSZA AZ ADESO ÖNTAPADÓ TECHNOLÓGIÁT ÖNTAPADÓ TECHNOLÓGIA

Laborgyakorlat. Kurzus: DFAL-MUA-003 L01. Dátum: Anyagvizsgálati jegyzőkönyv ÁLTALÁNOS ADATOK ANYAGVIZSGÁLATI JEGYZŐKÖNYV

A gyártástechnológia és a kopás összefüggései belső égésű motorok példáján

Lótuszvirág effektuson alapuló öntisztuló felületek képzésére alkalmas vízbázisú bevonat

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

MICHAEL KFT Gyömrői út Budapest Fax:06/1/ CSISZOLÓSZERSZÁMOK

Nanotudományok vívmányai a mindennapokban Lagzi István László Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszék

időpont? ütemterv számonkérés segédanyagok

A műanyagok szerves anyagok és aránylag kis hőmérsékleten felbomlanak. Hővel szembeni viselkedésük alapján két csoportba oszthatók:

Táblásított lombos lapok

Lézerrel színterelt vagy olvasztott gyorsprototípusok tulajdonságfejlesztése

LÉZERES JELÖLÉS AZ IPARBAN

Gyors prototípus gyártás (Rapid Prototyping, RPT)

MŰANYAGOK és CSOMAGOLÓ ANYAGOK VIZSGÁLATA,

Finomszerkezetvizsgálat

Szerkezetvizsgálat szintjei

Új lehetőségek a roncsolásmentes vizsgálati technikában

Lézersugaras technológiák fóruma

Szabad formájú mart felületek mikro és makro pontosságának vizsgálata

Textíliák felületmódosítása és funkcionalizálása nem-egyensúlyi plazmákkal

Nagynyomású csavarással tömörített réz - szén nanocső kompozit mikroszerkezete és termikus stabilitása

Új típusú anyagok (az autóiparban) és ezek vizsgálati lehetőségei (az MFA-ban)

Fémtechnológiák Fémek képlékeny alakítása 1. Mechanikai alapfogalmak, anyagszerkezeti változások

Röntgen-gamma spektrometria

Különböző öntészeti technológiák szimulációja

Pásztázó mikroszkópiás módszerek

NYÁK technológia 2 Többrétegű HDI

KÖTÉSTECHNOLÓGIÁK ALKALMAZHATÓSÁGA FÚRÓKORONÁK SZEGMENSEINEK RÖGZÍTÉSÉRE. Kenéz Attila Zsolt Témavezető: Dr. Bagyinszki Gyula

Anyagfelvitel nélküli felületkezelések

Marketing Történelmi mérföldkövek

Műszaki megjegyzés O-gyűrűkhöz

3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

Havancsák Károly Az ELTE TTK kétsugaras pásztázó elektronmikroszkópja. Archeometriai műhely ELTE TTK 2013.

Anyagvizsgálatok. Fémtani vizsgálatok

Műszaki klub Előadó: Raffai Lajos

MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFO MARKETINFOM

Záróvizsga szakdolgozat. Mérési bizonytalanság meghatározásának módszertana metallográfiai vizsgálatoknál. Kivonat

Fém, kerámia és biokompozit bioanyagok lézersugaras felületmódosítása

Felhasználói kézikönyv

Polimerek alkalmazástechnikája BMEGEPTAGA4

Kristályorientáció-térképezés (SEM-EBSD) opakásványok és fluidzárványaik infravörös mikroszkópos vizsgálatához

A nanotechnológia mikroszkópja

Átírás:

Lézer hónolt felületek vizsgálata Dr. Czinege Imre, Csizmazia Ferencné Dr., Dr. Solecki Levente Széchenyi István Egyetem ANYAGVIZSGÁLAT A GYAKORLATBAN KONFERENCIA 2008. Június 4-5.

Áttekintés A lézer hónolás előnyei, alkalmazási területek Lézer hónolási technológiák Lézer hónolt felületek vizsgálati feladatai Vizsgálatok Felület topológiai Makroszkópos Mikroszkópos Pásztázó elektronmikroszkópos Összefoglalás, következtetések 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 2

A lézer hónolás alkalmazása Hagyományos hónolással az olajnak a felületen való megtapadását segítik A hónoláskor keletkezett karcok nem előnyösek a kenés szempontjából (lásd a következő diát) Ezért a hónolási karcok helyett olajzsákokat (zsebeket) alakítanak ki a felületen, erre legalkalmasabb eszköz a lézer sugaras kezelés Alkalmazási területek (Gehring): 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 3

A henger-dugattyú kapcsolat tribológiai viszonyai Hagyományos hónolás: A dugattyúgyűrű mozgása kiszorítja az olajat a karcokból Lokális olajzsákok képzése: Az olaj megmarad az üregekben Dugattyúgyűrű Dugattyúgyűrű Dugattyú haladási iránya Érintkezés lehetséges (vegyes súrlódás) Gyűrű Gyűrű Dugattyúgyűrű úszik (hidrodimamikai kenés)

Lézer hónolási minták és vizsgálati igényeik Lézer kezelés szabályos geometriai alakzatok kialakítására A felső holtpont közelében elhelyezkedő olajtároló terek (pl. GM) Egész hengerfalra kiterjedő szabályos alakú olajzsákok (Forrás: www.gehring.de) Vizsgálati igények Alap hónolás geometriai/érdességi jellemzői Olajzsák geometria (szélesség, mélység) Felületi képekből értékelhető jellemzők Üregek alakja, morfológiája Olajterek létrehozása a mikroszerkezet lézeres kezelésével, a grafit kiégetésével (Forrás: Audi) Vizsgálati igények Alap hónolás geometriai/érdességi jellemzői A lézerrel kiégetett grafit szemcsék alakja, mélysége A fémes felület szerkezeti változásai a lézeres kezelés hatására 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 5

Vizsgálati technikák Topológia: 3D felületi kép felvétele lézeres vagy tűs letapogatással, 10 nm felbontással, 0,5x0,5 µm lépésközzel (Taylor Hobson Talysurf CLI 2000) Képi és összetétel jellemzők: Sztereo és optikai mikroszkóp (Zeiss) Pásztázó elektronmikroszkóp, EDS (Hitachi, Bruker) 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 6

A felső holtpont közelében lévő olajtároló terek vizsgálata: alapanyag Öntöttvas motorblokk: OPEL 107 előírás szerint minősítve Maratlan N=100x IA5 = 80%; IB5 = 20% Marószer: Nitál; N=1000x 100% perlit + grafit 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 7

A felső holtpont közelében lévő olajtároló terek vizsgálata: érdesség Sa= 0,529 µm Sq= 0,679 µm Sz= 22,603 µm SSk= -0,754 SKu= 13,519 Sdq= 6,545 Sbi= 0,667 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 8

A felső holtpont közelében lévő olajtároló terek vizsgálata: olajzsák méretek 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 9

A felső holtpont közelében lévő olajtároló terek vizsgálata: morfológia Felső képsor: olajzsák részletei; N = 500x A jobb oldali képen hibás kiégés figyelhető meg Alsó kép: olajzsák széle és alja; N = 2000x A lézer sugár megolvasztja és elpárologtatja a fémet 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 10

Futófelület megvilágítás EXCIMER-Lézerrel Hullámhossz 308 nm (UV) Frekvencia 300 Hz Impulzus idő 25 ns Lézer tulajdonságai Szélesség 3,4 mm Magasság 6,5 mm Intenzitás 25 mj/mm² 4-szeres megvilágítás A hengerfelület kezelése Motorblokk forgatás Lézer ágyú tengelyirányú mozgatása A besugárzott területek átlapolódnak A mikroszerkezet lézeres kezelése: Lézerezési technológia Eredmény: Olaj fogyasztás jelentős csökkenése Kopás mértékének csökkenése 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 11

A mikroszerkezet lézeres kezelése: Folyamatok Anyagleválasztás (elgőzölögtetés) Grafit lamellák kinyitása Kiég a grafit és kialakulnak a mikro-nyomáskamrák (olajzsákok) Fémes felület megolvasztása kb. 1 µm mélyen, ennek hatása: A felület tükrösödése A nanokrisztallitos szövetszerkezet kialakulása a hirtelen megszilárdulástól (szemcsenagyság ~100 nm) Előnyök: Az olajtároló zsákok magából a mikroszerkezetből jönnek létre A fémes felület keménysége jelentősen megnő Méréstechnikai nehézségek A grafit lamellákban keletkezett bemélyedés néhány µm, a lamellák melletti fém perem kissé kiemelkedik emiatt nehéz letapintani A felületi réteg vastagsága 1 µm körüli érték 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 12

A mikroszerkezet lézeres kezelése: Felület topológia A grafit lamelláknál keletkezett bemélyedések és a felület vizsgálata tűs letapogatással (0,6x0,6 mm 2 felület; 0,5 µm lépésköz; 1,440.000 pont) Néhány szemléletes mérési eredmény: Ra=0,1156 Rz=4,209 Rq=0,2245 A felület alap hónolása rendkívül finom, érdességet az 1-2 mikron mélységű grafit kiégések és perem kiemelkedések jelentenek 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 13

A mikroszerkezet lézeres kezelése: SEM vizsgálatok A képződmények jellegzetes alakját jól mutatják a BSE felvételek A grafit lemezek széle jellegzetes domborulatot mutat 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 14

A mikroszerkezet lézeres kezelése: Optikai mikroszkópos vizsgálat A görbült felület miatt a felületi képek nem élesek Megoldás: topológiai felvételek készítése különféle élességgel, majd ezek egyesítése térbeli képpé (Zeiss) N= 200x 500x 1000x 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 15

A mikroszerkezet lézeres kezelése: A felületi réteg vizsgálata (1) A lézer kezelt réteg kimutatása: ~1 µm vastag réteg Optikai mikroszkóp; N=1000x SEM; N=1000x 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 16

A mikroszerkezet lézeres kezelése: A felületi réteg vizsgálata (2) Hipotézis: a magas hőmérsékleten a réteg a levegőből nitrogént vesz fel, ez is növeli a keménységet. Az EDS vizsgálatok ezt nem mutatják ki, további elemzés szükséges. Keménységvizsgálat extrém alacsony terheléssel (Uni Karlsruhe) A mérés erő-benyomódás diagram felvételével történik A görbékből látható, hogy a felületi réteg nagy keménységű A nagy keménység a gyors hülés során kialakult nano szemcsékkel magyarázható 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 17

Összefoglalás A lézeres kezelés előnyösen befolyásolja a felületek tribológiai viselkedését A lézer hónolással kialakított szabályos mintázat minősítése a kezelés sikerességének megítélésére szolgál (geometria, üregek folytonossága) A felületi mikroszerkezet megváltoztatására irányuló kezelés vizsgálata képet ad a kialakuló olajzsákok méretéről, eloszlásáról és a fémes réteg tulajdonságairól A vizsgálatok érdekessége az, hogy µm nagyságú objektumokat kell minősíteni nanométer felbontású mérésekkel Ezekhez a mérésekhez különleges vizsgálótechnika és csiszolat előkészítés szükséges KÖSZÖNJÜK SZÍVES FIGYELMÜKET 2008. 06. 04. Lézer hónolt felületek vizsgálata 18