Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2023

Розмір шрифту: 
ВПЛИВ ТЕХНОЛОГІЇ РОБОТИЗОВАНОГО 3D ЛАЗЕРНОГО ПОВЕРХНЕВОГО ЗМІЦНЕННЯ НА ВЛАСТИВОСТІ КОНСТРУКЦІЙНОЇ СТАЛІ 45
К. Ю. Сідун, С. Д. Продайко, А. В. Ашихміна, А. С. Кочерга, О. О. Данилейко, Д. А. Лесик

Остання редакція: 2023-05-24

Тези доповіді


Для забезпечення якості поверхневого шару сталевих виробів, розробка та вдосконалення технологій механічного та термічного зміцнення є актуальним завданням на сьогодні. Метод лазерного термозміцнення є ефективним термічним обробленням сталевих виробів оскільки не приводить зміни геометричних параметрів рельєфу та хімічного складу обробленої поверхні. Відомо, що лазерне термозміцнення полягає у формуванні аустенітної мікроструктури під час швидкого нагрівання та її подальшому перетворенні в мартенситну мікроструктуру під час охолодження [1].
Лазерне термічне оброблення (ЛТО) може бути реалізоване дистанційно за допомогою робота або обладнання з числовим програмним керуванням. Крім того, ЛТО з використанням програмованої сканувальної оптики і системи контролю температури нагрівання оброблюваної поверхні в зоні дії лазерного променя дозволяє значно інтенсифікувати процес лазерного поверхневого термозміцнення в порівнянні із зміцненням плазмою або електронним променем [2]. У результаті ЛТО дозволяє формувати ціленаправлено структуру поверхневого шару із заданим комплексом властивостей.
Метою даної роботи є дослідити вплив роботизованого ЛТО сталі 45 з використанням дискового лазера TRUMPF TruDisk 8002 (потужність лазера 1,35–2,55 кВт) та сканувальної оптики, яка була встановлена в році робота FANUC M-710iC-50.
Враховуючи приведені результати шорсткості та твердості поверхні сталі 45 (рис. 1), оптимальними режимами ЛТО дисковим лазером в поєднанні із сканувальною оптикою є потужність лазера 1,5–1,8 кВт, швидкість переміщення зразка 11–13 мм/с при швидкості сканування лазерного променя 20 м/с, амплітуді сканування 10 мм та діаметрі лазерного променя 1 мм.

(а) (б)
Рис. 1 – Шорсткість (а) і твердість (б) поверхні сталі 45 після ЛТО дисковим лазером

Визначені режими ЛТО ведуть до уникнення оплавлення поверхневого шару, збільшуючи твердість поверхні до 60–65 HRC5.

Перелік посилань
[1] E. Kennedy, et al. (2004) A review of the use of high power diode lasers in surface hardening, J. Mater. Proc. Tech., 155–156: 1855–1860.
[2] D.A. Lesyk, et al. (2020) Influence of combined laser heat treatment and ultrasonic impact treatment on microstructure and corrosion behavior of AISI 1045 steel, Surf. Coat. Technol., 401: 126275.

Ключові слова


поверхневий шар; лазерне термічне обробленнядисковий лазер

Full Text: PDF