Специалисты Саратовского государственного технического университета имени Гагарина разработали новый способ нанесения на металлы покрытия, которое делает их прочнее и долговечнее. Технология пригодится при производстве промышленного оборудования, в том числе для добычи углеводородов.
Как ученые рассказали «Энергии+», в качестве исходного материала для покрытия взяли порошки карбидов бора (B4C) и вольфрама (WC) с размером частиц 3–4,5 и 0,8–12,2 микрометра соответственно — более чем в тысячу раз меньше макового зернышка. Порошки развели специальным связующим веществом — получилась масса, напоминающая густую сметану. Ее нанесли на металл и подвергли воздействию лазерных импульсов длительностью в несколько миллисекунд, чтобы получить тонкий наплавленный слой. Затем поверх нанесли еще один слой состава, который снова обработали лазером — и так, пока не нанесут 4–8 слоев.
Как показали лабораторные испытания, покрытие в 2,5 раза прочнее, чем аналогичные с тем же составом, но нанесенные традиционными способами.
Точный механизм структурных преобразований при воздействии лазерного излучения предстоит изучить. Согласно одной из гипотез, наплавляемые частицы порошка подвергаются резкому нагреву с последующим расплавлением и практически мгновенному охлаждению с отводом тепла вглубь металла. При нанесении каждого последующего слоя предыдущий дополнительно подвергается закалке. За счет этого структура наплавленного покрытия измельчается до наноразмерного состояния, а облученная лазером поверхность получается однородной и без выраженных микродефектов.
Игорь Родионов
Заведующий кафедрой Института машиностроения, материаловедения и транспорта Саратовского государственного технического университета имени Гагарина
На разработку получен патент. Новое покрытие, отмечает Игорь Родионов, обладает широким спектром применения. Его можно использовать для производства инструментов для бурения нефтяных и газовых скважин, резцов для угольных комбайнов, трущихся элементов двигателя внутреннего сгорания, оборудования для горноперерабатывающей промышленности, устройств сельскохозяйственного машиностроения и других важных элементов промышленных машин и механизмов.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».
