Лазерная модификация поверхности
Лазерная модификация поверхности
Улучшение свойств поверхности материала (износостойкости, термостойкости, твердости, коррозионной стойкости), наряду с традиционными методами модификации (химическое травление, закалка, плазменная обработка, ударное упрочнение), в последнее время все чаще осуществляется методами лазерной модификации поверхности 1,3,7,14,115, такими, как: закалка, легирование, наплавка, химическое или физическое осаждение покрытий из газовой фазы. Толщина обработанного слоя может составлять от сотен нанометров до нескольких миллиметров. Процесс лазерной модификации поверхности осуществляется путем сканирования поверхности материала лазерным пучком.
Главные достоинства технологии лазерной модификации поверхности (наряду с общими достоинствами лазерных технологий обработки материалов): локальность обработки, возможность обработки труднодоступных участков, химическая чистота, контролируемость толщины обработки, минимальная финишная доводка (или полное ее отсутствие), возможность дистанционного контроля и автоматизации процесса, малая пористость созданного поверхностного слоя, минимальное коробление обработанного изделия, высокая производительность процесса, высокая работоспособность созданного поверхностного слоя, существенное (в 2-5 раз) увеличение ресурса обработанных изделий.
Практически процессы лазерной модификации поверхности применяются для обработки широкого ассортимента материалов: закалка углеродистых и малоуглеродистых сталей, легированных сталей, технического железа, чугуна, закалка и легирование алюминиевых сплавов; имплантация в поверхность разных металлов мелкодисперсных частиц (карбидов, алмаза, керамик); наплавка на сталь сплавов «никель-хром-бор-кремний» для повышения ресурса поверхности; легирование поверхности стали и алюминиевых сплавов такими упрочняющими элементами, как хром, кремний, углерод, молибден, бор, никель, азот; нанесение тонких (нано- и микрометровых) пленок из диэлектриков, полупроводников или металлов на подложки из разных материалов для изготовления компонент микроэлектронной техники.
Практическое применение процессы лазерной модификации поверхности нашли для таких операций, как снятие старой краски; поверхностное текстурирование; плакирование электродов; упрочнение рабочих поверхностей инструментов (резцов, сверл, пил, буровых головок, матриц, пуансонов, штампов); наплавка клапанов двигателей и лопаток турбин; закалка трущихся поверхностей деталей машин (поршней, цилиндров, дорожек подшипников, коленвалов и пр.).
