7.5. Лазерное модифицирование быстроизнашивающихся деталей.

Весьма эффективным методом повышения износостойкости и восстановления деталей авиационных агрегатов, а также машин общепромышленного и сельско - хозяйственного назначения является лазерное модифицирование (наплавка) с одновременной закалкой поверхностного слоя. Данный метод признан изобретением (авторское свидетельство №1680471 от 12 января 1989 года «Способ лазерной химико – термической обработки деталей из сплавов на основе алюминия») и внедрен на Минском авиаремонтном заводе (407 ГА) и ряде промышленных предприятий Советского Союза. По данному методу восстанавливалось 90 деталей самолета ТУ – 134 и 70 деталей самолета ЯК – 40, а также практически все 3853 штампов для листовых материалов и пресс – формы для вулканизации резино – технических изделий.

Поверхность, подлежащая обработке, покрывается слоем износостойкого материала, содержащего легирующие элементы. Луч сканируют по поверхности детали. Режим сканирования подбирается таким, чтобы температура в микрообъемах поверхности обеспечивала плавление обмазки.

В процессе плавления легирующие элементы внедряются в кристаллическую решетку материала детали. Возникает возможность внедрения в кристаллическую решетку даже такого элемента, с которым вещество детали вообще не может образовать твердого раствора. Такие метастабильные структуры, прочно связанные с основой, обладая сверхвысокой твердостью, обеспечивают резкое повышение износостойкости.

Высокая точность наведения лазерного луча к месту наплавки, локальность действия лазерного излучения позволяет упрочнять строго определенные участки деталей и получать тонкие слои покрытий (0,1…0,3 мм). Кратковременность протекания процесса, а также точная дозировка энергии обеспечивают минимальные зоны термического влияния и отсутствие деформаций. Лазерная наплавка позволяет значительно снизить трудоемкость и себестоимость изготовления за счет исключения предварительного подогрева, последующей термообработки, а также значительного уменьшения объема последующей механообработки.

В лаборатории лазерной обработки материалов ГНУ «ФТИ НАН Беларуси» обоснованы материалы и оптимальные режимы упрочнения деталей сельскохозяйственных машин и механизмов промышленного оборудования, работающих в условиях абразивного изнашивания и ударных нагрузок. На рис 7.10 – 7.11приведены примеры использования таких технологий к некоторым деталям.

Рис. 7.10. Лазерное модифицирование рабочей поверхности диска	Рис. 11. Диск

7.6. Лазерная наплавка.

По сравнению с традиционными методами лазерная наплавка обеспечивает минимальную зону термического влияния, значительное снижение остаточных деформаций в детали, минимальное перемешивание наплавляемого материала с материалом основы и т.п.

Оценка практической значимости показывает, что предложенные технологии позволяют:

● восстанавливать детали, имеющие выработки по технологиям МАРЗ (завод 407 ГА);

● повысить ресурс работы быстроизнашивающихся деталей различных машин и механизмов в 2 – 3 и более раз;

● осуществить значительную экономию дорогостоящих сталей и сплавов;

● повысить производительность труда и технический уровень производства.

В ФТИ НАН Беларуси разработаны и внедрены технологические процессы по восстановлению стальных деталей, из титановых, алюминиевых и медных сплавов. Технология признана ВИАМ МАК РФ и внедрена в производстве Минского авиаремонтного завода № 407 ГА, для литейной и штамповой оснастки на БелОМО, ЗАО «Атлант» и др.