Модифицирование поверхностных слоев металлических деталей импульсной лазерной обработкой

Abstract

Одной из распространенных технологических схем процесса лазерной обработки металлических деталей является лазерное «глазурование» нанесенного тонкого слоя порошка на подложку, что обеспечивает возможность получения микрокристаллических и аморфных структур в тонких поверхностных слоях деталей. Импульсное плавление малых объемов металла на поверхности обеспечивает получение гомогенных жидкостей (расплавов), которые после кристаллизации могут фиксировать структуру жидкости с уникальными свойствами. Установлено наличие трех диапазонов энерговклада при импульсной лазерной поверхностной обработке (ИЛПО). На среднем уровне энерговклада происходит процесс лазерной наплавки материала, при этом фиксируется высокая адгезионная связь между покрытием и заготовкой. Наплавка покрытия из аморфизируемого сплава на основе железа на металлическую основу из сталей Ст3, 45 20Х13 начинается при плотности лазерного излучения на поверхности обработки 1800–2000 Вт/мм2, а легирование – при 3500–4000 Вт/мм2. При ИЛПО зона лазерного воздействия (ЗЛВ) имеет слоистое строение: зона оплавления (ЗО), зона термического влияния (ЗТВ), зона исходного материала. Для получения аморфно-кристаллической структуры покрытия частота импульсов лазерного излучения не должна превышать 3–8 Гц.