Лазерный мир

Багаутдинов Р.Р., Макаров И.В. // Аннотация: в статье рассмотрена проблема повышения работоспособности режущего инструмента с покрытием, особенности воздействия лазерного луча на многослойную инструментальную композицию, преимущества комбинированной обработки режущего инструмента. Ключевые слова: покрытия, работоспособность, лазерная термообработка.

Аннотация: в статье рассмотрена проблема повышения работоспособности режущего инструмента с покрытием, особенности воздействия лазерного луча на многослойную инструментальную композицию, преимущества комбинированной обработки режущего инструмента. Ключевые слова: покрытия, работоспособность, лазерная термообработка.

Одним из методов, применяемых для повышения износостойкости режущего инструмента, является комбинированная обработка — нанесение износостойких покрытий с последующей лазерной обработкой. Лазерная обработка имеет ряд особенностей и преимуществ по отношению с другими методами: — высокая концентрация подводимой энергии и локальность действия позволяют производить закалку только поверхностного слоя материала режущего инструмента или самого покрытия без нагрева инструментальной основы и нарушения его структуры и свойств. Кроме того, высокая концентрация лазерного излучения позволяет провести нагрев и охлаждение обрабатываемого объёма материала с большими скоростями при очень малом времени воздействия

— широкий интервал параметров лазерной закалки делают возможным разрабатывать целый ряд процессов лазерного термоупрочнения, в которых можно регулировать структуру поверхностного слоя и его свойства — твёрдость, шероховатость, геометрические размеры обработанных участков и др.;

Лазерная маркировка режущего инструмента — это надежный и  эффективный способ нанесения стойких данных на инструмент

— возможность лазерной обработки на воздухе, автоматизации процессов, исключение вредных отходов при обработке и т.д.;

— возможность подвода лазерного луча на необходимые расстояния в труднодоступные места благодаря применению специальных оптических систем делает возможным производить упрочнение в тех случаях, когда применение других источников энергии затруднительно или невозможно.

Из-за возможности отличия физико-механических и теплофизических свойств инструментальной основы с покрытием, такой инструмент существенно устойчив к микро- и макроразрушению. Покрытие способствует уменьшению контактных нагрузок, снижению мощности тепловых источников и благоприятному перераспределению тепловых потоков, тем самым, уменьшая термомеханическую напряженность режущей части инструмента.

Применение лазерного термоупрочнения поверхностного слоя инструмента обусловлена термопластичными деформациями режущей части, плохой адгезией покрытия с инструментальной основой, а также недостаточной прочностью самого покрытия. Лазерная обработка делает возможным сочетание «хрупкой» и «пластичной» прочности режущей части.

Следует отметить, что лазерная обработка материалов позволяет достичь значительной глубины упрочненного слоя (до 150 — 200 мкм; для сравнения: ионная имплантация — до 1 мкм, ионное азотирование — до 30 мкм), причем полученный упрочненный слой характеризуется уникальными свойствами: аномально низким коэффициентом трения наряду с повышенной твердостью, что объясняется псевдоаморфной структурой поверхностного слоя.

Большее влияние на тепловое состояние покрытия оказывает состав покрытия, а не его толщина. Возможность управления формированием тепловых зон в объёме инструментальной основы обусловлена теплофизическими характеристиками материалов инструментальной основы и покрытия.

Установлено, что лазерная обработка способствует снижению интенсивности изнашивания контактных площадок режущего, сдерживает процессы трещинообразования в покрытии и сдвигает начало появления трещин в сторону большего времени работы инструмента.

Изменяя режимы комбинированной обработки, можно влиять на структурные, физико-механические, адгезионные свойства покрытия и управлять интенсивностью изнашивания и работоспособностью инструмента за счет изменения контактных и тепловых нагрузок, снижения тепловой напряженности режущего клина. Благодаря этому достигается повышение периода стойкости режущих инструментов в 1,5.. .3 раза (в зависимости от структуры и состава) [2].

Все вышесказанное свидетельствует о том, что комбинированная упрочняющая обработка является одним из перспективных методов повышения износостойкости режущего инструмента.

Полное содержание на https://cyberleninka.ru/article/n/znachenie-lazernoy-obrabotki-pri-povyshenii-rabotosposobnosti-rezhuschego-instrumenta-s-pokrytiem/pdf