ЛАЗЕРНИЙ СИНТЕЗ АЛМАЗОВМІСНИХ ПОКРИТТІВ НА ЛИВАРНІЙ СТАЛІ З БРОНЗОВОЮ ЗВ’ЯЗКОЮ БрО10
DOI:
https://doi.org/10.36074/grail-of-science.19.09.2025.034Keywords:
лазерне спікання, алмазовмісні покриття, сталь 40Л, CuSn10Summary
У роботі представлено результати дослідження процесу лазерного термодеформаційного спікання алмазовмісних покриттів на сталевій підкладці марки 40Л із використанням олов’яної бронзи БрО10 (Cu‑Sn) як зв’язки. Синтетичні алмази марки АС125 застосовувалися як абразивна фаза. Спікання проводили оптоволоконним лазером (λ = 1,06 мкм) за різних режимів потужності та тривалості опромінення. Показано, що в обох випадках формуються стабільні наплавочні валики навколо алмазних зерен без тріщин, порожнин і макродефектів. Зерна алмазу залишаються термічно стабільними, зануреними у зв’язку на необхідну глибину (≥ 1/3 розміру), з чіткими межами розділу алмаз/бронза. Мікроструктурні дослідження підтвердили щільність і цілісність покриттів, низьку пористість та наявність металургійно зв’язаної межі бронза/сталь із протяжною дифузійною зоною. Результати мікротвердості свідчать про формування у зоні сплавлення сполук системи Cu‑Fe з різною концентрацією компонентів, що підвищує твердість покриттів. Рентгеноструктурний аналіз показав зневуглецювання приповерхневого шару сталі та зменшення вмісту олова у бронзі внаслідок випаровування, проте збереження цілісності фазової структури. Отримані дані підтверджують ефективність лазерного спікання для створення алмазовмісних шарів із підвищеною твердістю та міцністю зчеплення. Запропонований підхід відкриває перспективи використання технології для виготовлення високоефективного абразивного інструменту, а також оптимізації режимів лазерної обробки з метою підвищення довговічності покриттів.
Downloads
Downloads
License
Copyright (c) 2025 Олексій Гончарук, Леонід Головко, Олексій Кагляк, Світлана Волошко, Андрій Бурмак, Олександр Данилейко
References
Гончарук, О. О., Головко, Л. Ф., Сороченко, В. Г., & Хагеризаде, М. (2013). Визначення впливу технологічних параметрів лазерного спікання на процес формування та властивості абразивних композитів із надтвердих матеріалів. Вісник НТУУ «КПІ», 69(3), 158 165.
Das, P., Paul, S., & Bandyopadhyay, P. P. (2018). HVOF sprayed diamond reinforced nano-structured bronze coatings. Journal of Alloys and Compounds, 746, 361 369. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.02.307 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.02.307
Tan, C., Zhou, K., Ma, W., & Min, L. (2018). Interfacial characteristic and mechanical performance of maraging steel-copper functional bimetal produced by selective laser melting based hybrid manufacture. Materials & Design, 155, 77 85. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.05.064 DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2018.05.064
Wang, J., Huang, G., Xu, Y., Zhang, W., Zeng, W., Wang, C., & Xu, X. (2025). Additive manufacturing of structured grinding wheels with a composite of Cu38Ni34Fe13Sn10Ti5 high-entropy alloy and Ni/Ti dual-coated diamonds: Interfacial characteristics, mechanical properties and grinding performance. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 133, 107360. https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2025.107360. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2025.107360
Yao, C., Xu, B., Zhang, X., Huang, J., Fu, J., & Wu, Y. (2009). Interface microstructure and mechanical properties of laser welding copper steel dissimilar joint. Optics and Lasers in Engineering, 47(7-8), 807 814. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2009.02.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2009.02.004
Downloads
How to Cite
Issue
Section
Categories
