Сборник научных трудов ДонГТИ

Статья

Наименование Влияние технологических параметров лазерного упрочнения на износостойкость изделий из стали и сплавов
Авторы Куберский С. В., к. т. н., проф.
Коваленко О. А., к. т. н., ст. преп.
Мурга Е. В., ст. преп.
Мурга С. В., магистр
Раздел Металлургия и материаловедение
Год 2020 Выпуск 61 Страницы 71 - 76
УДК 621.73:06-52
Аннотация Приведены результаты экспериментальных исследований влияния технологических параметров процесса лазерного упрочнения конструкционных, инструментальных сталей и твёрдых сплавов на износостойкость. Показано, что использование лазерной обработки со сложным импульсом накачки приводит к улучшению эксплуатационных характеристик обрабатываемой поверхности по сравнению с существующими аналогами и позволяет повысить износостойкость режущего инструмента из различных материалов в 1,4-1,8 раза, а скорость резания — на 11-47 %, что подтверждает технологичность лазерной обработки и её эффективность.
Реферат Цель. На основе экспериментальных исследований разработать рекомендации по совершенствованию режимов лазерного упрочнения поверхностей изделий из конструкционных и инструментальных сталей.
Методика. Теоретические исследования, предшествующие разработке рекомендаций по повышению стойкости изделий из конструкционных и инструментальных сталей после лазерного упрочнения. Экспериментальные методы исследования включали определение механических свойств полученных упрочнённых поверхностей, оценку износостойкости при различных режимах питания лазера. Произведена сравнительная оценка качества обработанной поверхности при традиционном «гладком» режиме возбуждения и возбуждении «сложным» импульсом накачки. При реализации экспериментальных исследований применяли планирование эксперимента.
Результаты. Экспериментально исследовано влияние способа возбуждения лазера на качество обрабатываемой поверхности и эксплуатационные свойства изделий из твердосплавных материалов, конструкционных и быстрорежущих сталей. Исследована зависимость твёрдости, глубины упрочнённого слоя и износостойкости от характера поверхностной обработки и режима питания лазера, используемого при обработке. Произведена сравнительная оценка износостойкости и ресурса инструмента при обработке его лазером с различными режимами питания. Показано, что предложенный режим питания позволяет повысить износостойкость инструмента в 1,4-1,8 раза для различных материалов.
Научная новизна. Впервые показано, что использование «сложного» импульса накачки лазера позволяет расширить область его применения. Впервые предложено использование сложного режима возбуждения при лазерном упрочнении режущих кромок инструмента из сталей и сплавов. Впервые получены зависимости твёрдости обработанной поверхности и её износостойкости от технологических параметров лазера при различных способах его возбуждения.
Практическая значимость. Повышение износостойкости инструмента из различных материалов в 1,4-1,8 раза. Расширение области применения лазерного упрочнения поверхностей, а также скоростей резания при использовании упрочнённого предложенным способом инструмента.
Ключевые слова упрочнение поверхности, лазерная обработка, режим питания лазера, импульс, гладкий, сложный, износостойкость, твёрдость.
Полный текст