Напряжённое состояние поверхностных слоев после лазерной закалки

Свойства сплавов после лазерной закалки

Типы покрытий

Химические: применяются в промышленности для увеличения коррозионной стойкости. Из технологических процессов для нанесения покрытий можно отметить воронение, сульфидирование, анодирование и фосфатирование. Чаще всего при лазерной термообработке используют последний - фосфатирование.

Углеродистые: сажа, коллоидные растворы графита или сажи в ацетоне, уайт-спирите и других растворителях. Эти покрытия неравномерны по толщине и имеют слабую адгезию с поверхностью.

Лакокрасочные: водоэмульсионные краски, гуаши, туши, грунтовки. При лазерной термообработке наибольшее применение нашли краски либо на основе углерод (чёрные), либо на основе оксидов (цветные). Также для лазерной термообработки разработаны специальные аэрозольные краски, содержащие: пигменты, плёнкообразователи, пластификатор, растворители.
Водорастворимые краски: эти краски специально разработаны для лазерной термообработки. Эти краски содержат компоненты, обладающие высокой поглощательной способностью: силикат натрия, оксид цинка, метил целлюлозу, а также поверхностно-активные вещества. После лазерной термообработки обработки покрытие легко смывается водой.
Порошки металлов или оксидов: медь, вольфрам, титан, кремний. Дисперсность напыляемых частиц при этом имеет размер коло 10 мкм.

Основная цель лазерной закалки - повышение износостойкости деталей, работающих в условиях трения. Уменьшение износа деталей после лазерной закалки обусловлено рядом факторов: высокой твёрдостью поверхности, высокой дисперсностью структуры; увеличение несущих свойств поверхности; уменьшением коэффициента трения и др.
Заметно увеличивается и износостойкость чугунов в условиях трения со скольжением после обработки непрерывным лазером. Повышение износостойкости чугунов после лазерной обработки обусловлено кроме вышеупомянутых факторов улучшением условий трения из-за сохранившегося в зоне лазерного воздействия графита. Повышается также и износостойкость сталей и некоторых других сплавов при трении в щелочной и кислотной средах.

Формирование напряжений при охлаждении поверхности можно представить таким образом. После прекращения лазерного воздействия наиболее быстро охладится внутренний слой металла, лежащий возле непрогретого исходного слоя. Приповерхностный слой охлаждается и сжимается в последнюю очередь. Это приводит к большой неравномерности в распределении остаточных напряжений. Величина же и интервалы изменения напряжений при обработке зависит от режимов обработки, и прежде всего от мощности излучения.
Остаточные деформации, как правило, увеличиваются при увеличении степени перекрытия пятен или полос упрочнения. Кроме того, размер деформации зависит от коэффициента перекрытия и координатной последовательности обработки. Оптимальные режимы с этой точки зрения - равномерное и симметричное заполнение поверхности пятнами или полосами упрочнения.

После лазерной закалки по оптимальным режимам при достаточных размерах обрабатываемых деталей и небольших размерах ЗВЛ поводки минимальны, и этим процесс выгодно отличается от термообработки с помощью неконцентрированных источников тепла.

Коррозионная стойкость.

При лазерной сварке нержавеющих сталей возможно растворение карбидов хрома и более равномерное распределение хрома в твёрдом растворе, что в результате приводит к увеличению стойкости против межкристаллитной коррозии.
Вместе с тем, повышенная концентрационная неоднородность при лазерной обработке углеродистых сталей, сохранение элементов исходной структуры, наличие остаточного аустенита является предпосылкой ухудшения коррозионной стойкости после закалки лазером. Однако коррозионная стойкость сталей сильно зависит от класса обрабатываемых материалов, режимов и технологических схем лазерной обработки.

Лазерный синтез катализаторов. Использование лазерного излучения для изменения каталитических свойств материалов.

Получение оксидных катализаторов при лазерном нагреве солей металлов:

-изменение коэффициента поглощения материала вследствие изменения его фазового состава - деструкция/синтез – резонансное поглощение и термическое разложение /синтез (оксид никеля).

NiCO₃ à NiO + CO₂

Лазерная обработка является перспективным методом синтеза и активации катализаторов. Каталитическая активность оксидов, полученных при разложении кристаллогидрата нитрата никеля под действием лазерного излучения, значительно выше активности оксида, полученного традиционным печным отжигом.

Дата добавления: 2014-11-29