Регистрация / Вход
Прислать материал

Повышение пластичности и адгезии газотермических покрытий с помощью лазерного воздействия

ФИО: Цирулев М. А.

Направление: Металлургия

Научный руководитель: доц., к.т.н. Глухов Леонид Михайлович

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Инжиниринга технологического оборудования

Академическая группа: ММО-14-6

Одним из способов получения металлургического инструмента с газотермическими покрытиями (ГТП) является его изготовление из уже напыленных и обработанных заготовок. При таком способе производства оборудования и инструмента зачастую используют методы гибки и формовки материала с покрытием. Одним из недостатков ГТП являются остаточная пористость и недостаточная адгезия с материалом основы. Поэтому было предложено для устранения указанных недостатков проводить обработку нанесенного покрытия мощным лазерным излучением.

Эксперименты проводили на стальных образцах размером 60×25 мм с алюминиевым газотермическим покрытием толщиной 150…200 мкм. Обработку поверхности проводили расфокусированным лазерным лучом с пятном диметром 8мм. Мощность излучения варьировали в пределах от 1 до 2 КВт, что обеспечивало изменение плотности мощности излучения от 4 до 8 Вт/мм². Обработку образцов проводили при фиксированных уровнях мощности, при этом скорость обработки варьировали в пределах от 20 до 30 мм/сек.

Для оценки качества адгезии и пластичности покрытия применяли методику испытаний образцов на изгиб, при этом визуально фиксируя момент образования трещин на сгибе образца. На основе полученных данных было установлено, что скорость лазерной обработки неоднозначно влияет на пластичность покрытия. Слишком высокая скорость обработки не обеспечивает желаемого повышения прочности и пластичности из-за непродолжительности термического воздействия, а слишком медленная обработка приводит к образованию между покрытием и основой толстой диффузионной прослойки, состоящей из хрупких интерметаллидных соединений Fe–Al. Оптимальный режим лазерной обработки стальных изделий с алюминиевыми покрытиями должен обеспечивать спекание покрытия и образование сплошной диффузионной зоны минимальной толщины. Результаты исследований подтверждают перспективность применения обработки лазерным лучом в тех случаях, когда печная термическая обработка плакированного изделия невозможна или затруднена.

Работа выполнена в рамках государственной работы «Проведение научно-исследовательских работ (фундаментальных научных исследований, прикладных научных исследований и экспериментальных разработок)» государственного задания Минобрнауки России в сфере научной деятельности на 2014–2016 гг. (Задание № 2014/113)