9. Особливості зношування плазмових покриттів без і з лазерним термоциклуванням

Дослідження тертя і зношування плазмових покриттів в початковому стані і після ТЦО показало різну їх зносостійкість. ТЦО плазмових покриттів дозволяє змінювати структурний стан і термодинамічну рівновагу білих шарів, підвищуючи при цьому кількість областей з пластичнішою евтектичною структурою. Така структура здатна сприймати велику частку енергії і в більшій мірі релаксувати напруги при терті. Крім того, збільшення модуля пружності білих шарів при розпаді повинно збільшувати його зносостійкість.

Зниження крихкості і підвищення пластичності покриття після ТЦО збільшує його здібність до утворення вторинних структур, що свідчить про його сприятливі реологічні властивості. Утворення вторинних структур забезпечує підвищення зносостійкості покриттів. При цьому вони є метастабільними і мають ультрадисперсну орієнтовану будову, а їх міцність наближається до міцності компактних матеріалів. На поверхнях тертя з покриттями, що піддавалися ТЦО, утворюються суцільні плівки, тоді як на покриттях без ТЦО утворюються плівки у вигляді окремих ділянок.

10. Вплив лазерного термоциклування на процес зношування плазмових покриттів та формування в них залишкових напружень.

Основная цель лазерной закалки – повышение износостойкости деталей, работающих в условиях трения. Уменьшение износа деталей после лазерной закалки обусловлено рядом факторов: высокой твердостью поверхности, высокой дисперсностью структуры; увеличением несущих свойств поверхности, уменьшением коэффициента трения и др. Например, в условиях трения скольжения по твердому сплаву стали 45 коэффициент трения после лазерной закалки непрерывным лазером уменьшается на 10% по сравнению с нормализованным или улучшенным состоянием. При этом после лазерной закалки отмечено резкое уменьшение времени приработки.

Остаточные напряжения в материале, упрочненном лазерным излучением, вызываются неравномерностью температурного воздействия, образованием во время нагрева или охлаждения новых структур с иной плотностью, наличием включений и т.п. Величина и знак этих напряжений зависят в наибольшей мере от плотности мощности излучения, а также вида материала и других условий обработки. Так, при малых плотностях мощности излучения, когда обрабатываемый материал нагревается до температур ниже температур плавления, в поверхностном слое развиваются довольно большие растягивающие напряжения, и область их распространения соизмерима с глубиной ЗТВ. На эпюре остаточных напряжений в стали 45 этот случай представлен зависимостью 4. Увеличение плотности мощности, сопровождающееся появлением на поверхность тонкого оплавленного слоя, приводит к снижению растягивающих напряжений и выравниванию их по глубине (кривая 3). При дальнейшем увеличении плотности происходит интенсивное плавление материала, остаточные напряжения в поверхностном слое меняют знак, т.е. появляются сжимающие напряжения, а в глубине упрочненного слоя значительно возрастают растягивающие напряжения.

Для снятия остаточных напряжений применяется отпуск.