ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
63
поверхности, значительно возрастает теплостойкость, износостойкость,
жаропрочность и различные комбинации этих характеристик. Примене-
ние лазерного метода нагрева позволяет модифицировать поверхность
детали в локальных участках, не нагревая при этом всю деталь, сохра-
няя ее исходные свойства и значительно снижая коробления.
В зависимости от требуемых свойств поверхности детали, а так-
же материала, из которого он изготовлен, модифицирование осу-
ществляют различными упрочняющими элементами.
По данным работы [1], модифицирование сталей проводилось
составами, содержащими бор (B) и вольфрам (W). Вольфрам, как
карбидообразующий элемент, придает легированной поверхности
значительную теплостойкость, а бориды железа обладают высокой
твердостью при нормальных и повышенных температурах и хорошей
сопротивляемостью износу. Структурные исследования показывают
на образование в тонком поверхностном слое глубиной 0,3…0,5 мм
сложной микроструктуры, состоящей из пересыщенной
α
-
фазы, мел-
кодисперсных боридов вольфрама (W
2
B
5
),
а также боридов железа
(
Fe
2
B), (Fe
3
B) с микротвердостью около 13 000 МПа. В результате
указанной обработки теплостойкость данных групп сталей может
быть значительно повышена. Микротвердость в зоне оплавления со-
ставляет 12 000…14 000 МПа. При температуре отпуска до 650 °С не
происходит значительного снижения микротвердости в зоне легиро-
вания, после четырехчасового отпуска при температуре 750 °С мик-
ротвердость падает до 7 000 МПа. Исследования на жаростойкость
показывают, что интегральная микротвердость упрочненного слоя
сохраняется до температур 600…650 °С, причем высокая микротвер-
дость отдельных структурных составляющих сохраняется до более
высоких температур.
В работе [2] рассмотрен пример лазерного легирования поверх-
ности алюминиевого сплава АА6061. На поверхность сплава предва-
рительно наносился порошок, содержащий частицы карбида кремния
размерами 6 и 45 мкм, а также смесь 20…60 % порошка карбида
кремния с порошком материала основы АА6061 размером частиц ме-
нее 40 мкм. Согласно результатам экспериментов, максимальная
толщина предварительно наносимого слоя, при которой формируется
качественное покрытие, составляет 80 мкм. Однако для получения
большее по толщине покрытие необходимо к порошку карбида крем-
ния добавлять порошок основы АА6061, который при расплавлении
служит матрицей композиционного слоя, образуемого на поверхно-
сти основного сплава. Композиционный слой имеет износостойкость,
значительно превышающую износостойкость основного металла.
Химический состав сплава АА6061, %
Si ............................................................ 0,4…0,8
Fe............................................................ 0,7
Cu ........................................................... 0,15…0,40