ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ИМПУЛЬСАМИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОКСИДНОЙ КЕРАМИКИ

Целью работы является оптимизация технологических параметров упрочняющей высокоэнергетической обработки напыленных покрытий из материалов на основе оксидной керамики с включениями твердой смазки. Приведены результаты исследования влияния плотности мощности и суммарного количества импульсов лазерного излучения в пятне обработки на толщину обработанных слоев покрытия из материалов на основе оксидной керамики. Для рассматриваемых износостойких покрытий необходимы повышенные когезионная и адгезионная прочности. Поэтому суммарное количество импульсов должно обеспечить оплавление и уплотнение покрытий по всей толщине, что будет в полной мере способствовать получению упрочненных нанокристаллических и аморфных структур.

Методика исследования основана на комплексных металлографических, рентгеноструктурных и электронно-микроскопических исследованиях модифицированных структурных элементов композиционных покрытий при их обработке высококонцентрированными источниками энергии. Выявлены следующие основные процессы формирования упрочненных плазменных покрытий: 1) уплотнение напыленных материалов за счет теплового и ударно-волнового воздействий импульсами лазерного излучения. При этом снижается пористость материалов, возрастают когезионная и адгезионная прочности покрытий, измельчается зеренная структура, формируются аморфные и нанокристаллические фазы повышенной прочности, о чем свидетельствует увеличение усредненной микротвердости нанесенных композиций; длительность теплового воздействия импульсом лазерного излучения на материал достаточна для активизации химических процессов на границах основных фаз композиционного покрытия. В результате образуются тонкодисперсные (в том числе наноразмерные) соединения, которые упрочняют границы основных фаз и покрытие в целом. Это подтверждается результатами рентгенофазового анализа.

1. Получение композиционного керамического материала для нанесения износостойких покрытий / В. А. Оковитый [и др.] // Порошковая металлургия. - 2008. - № 31. - С. 156-162.

2. Okovity, V. Plasma Wear-Resistant Coatings with Inclusions of a Solid Lubricant / V. Okovity // Welding International. - 2003. - Vol. 16, No 11. - P. 918-920.

3. Модификация плазменных износостойких покрытий ипульсным лазером / В. А. Оковитый [и др.] // Вестник Брестского государственного технического университета. Машиностроение. - 2009. - № 4 (58). - С. 49-53.

4. Великович, Л. Физика ударных волн в газах и плазме / Л. Великович, М. Либерман. - М. : Наука, 1987. - 284 с.

5. Yetrehus, T. Asymmetries in Evaporation and Condensation Knudsen Layer Problem / T. Yetrehus // Phys. Fluids. - 1983. - Vol. 26, No 4. - P. 939-949.

6. Вакуленко, В. М. Источники питания лазеров / В. М. Вакуленко, А. П. Иванов. - М. : Советское радио, 1980. - 102 с.

7. Калита, В. И. К вопросу о механизме формирования аморфной структуры в металлических сплавах при плазменном напылении / В. И. Калита, Д. И. Комлев // Металлы. - 2003. - № 6. - С. 30-37.

8. Bergstrom, T. Gas Motion in Front of a Completely Absorbing Wall / T. Bergstrom, T. Yetrehus // Phys. Fluids. - 1984. - Vol. 27, No 3. - P. 583-588.

9. Сулима, А. М. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин / А. М. Сулима,В. А. Шувалов, Ю. Д. Ягодкин. - М.: Наука, 1988. - 257 с.

10. Тушинский, Л. И. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий / Л. И. Тушинский, А. В. Плохов. - М. : Наука, 1986. - 200 с.