Нові технології лазерного зміцнення деталей паливної апаратури

Автори О.С. Гнатенко1 , О.В. Афанасьєва1 , Н.О. Лалазарова2 , Ю.С. Курський1, Є.М. Одаренко1 , Я.В. Сашкова1 , О.В. Іванченко3
Приналежність

1Харківський національний університет радіоелектроніки, пр. Науки, 14, 61166 Харків, Україна

2Харківський національний автомобільно-дорожній університет, вул. Ярослава Мудрого, 25, 61002 Харків, Україна

3Національна Академія Національної гвардії України, майдан Захисників України, 3, 61000 Харків, Україна

Е-mail
Випуск Том 15, Рік 2023, Номер 1
Дати Одержано 02 січня 2023; у відредагованій формі 17 лютого 2023; опубліковано online 24 лютого 2023
Посилання О.С. Гнатенко, О.В. Афанасьєва, Н.О. Лалазарова, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 15 № 1, 01007 (2023)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.15(1).01007
PACS Number(s) 05.45.Df, 42.60.By
Ключові слова Лазерне термічне зміцнення, Лазер малої потужності, Одноімпульсна та багатоімпульсна обробка, Тривалість імпульсу (3) , Сталь (6) , Мартенсит, Деталі паливної апаратури.
Анотація

Лазерне термічне зміцнення сталі (лазерне гартування) полягає у нагріванні вище температури фазових переходів ділянки поверхні сталі лазерним випромінюванням з подальшим швидким охолодженням за рахунок Для лазерного гартування найбільш доцільно використовують газові CO2-лазери, твердотільні (в основному Nd:YAG) та волоконні лазери потужністю від 0,5 кВт. Оптичні системи розгортання та сканування променю дозволяють з максимальною ефективністю зміцнювати великі ділянки поверхні. Вимірювальний та різальний інструмент, деталі паливної апаратури, форсунки насосів зазнають значного абразивного зношування окремих невеликих ділянок. Для їхньої обробки можна використовувати менш потужні лазери. Немає результатів використання імпульсних лазерів малої потужності (до 20 Вт) для поверхневого зміцнення сталевих виробів. Метою даної роботи є визначення режимів поверхневого зміцнення деталей та інструментів із вуглецевих та легованих сталей з використанням малопотужних твердотільних імпульсних YAG-лазерів.Для лазерного загартування використовувався твердотільний YAG-лазер потужністю 5 Вт (діодне накачування, довжина хвилі випромінювання = 1,064 мкм, імпульсний режим). Використання нелінійного кристала дозволило отримати УФ-випромінювання з ( ( 0,355 мкм (третя гармоніка). Були досліджені обробка за допомогою одиночних імпульсів та багатоімпульсна обробка короткими імпульсами. Термічне зміцнення проводилося на вуглецевих та легованих сталях різного складу: 20, 45, У12, Р6М5, Р9, ШХ15, конструкційних та інструментальних за призначенням. Можливість зміцнення УФ-випромінюванням була оцінена на сталях 20, 45, У12 та ШХ15. Ефективність лазерного зміцнення оцінювали за вимірюванням мікротвердості. Для поверхневого зміцнення виробів, де можливе часткове плавлення поверхні можуть використовуватися лазери малої потужності в імпульсному режимі. Лазерне загартування ультрафіолетовим випромінюванням є перспективним напрямом для термічного зміцнення сталей без плавлення поверхні. Гартування лазером малої потужності доцільне для зміцнення деталей паливної апаратури.

Перелік посилань