Спосіб створення квазікристалічного покриття алюмінію та сплавів на його основі

Спосіб створення квазікристалічного покриття 3 40911 - здійснення лазерної обробки в режимах, які забезпечують утворення розплаву, що за стехіометрією відповідає квазікристалічній фазі. Саме такий спосіб створення покриття дозволяє забезпечити значне зростання мікротвердості поверхні, а отже, і зносостійкості деталей з алюмінію та його сплавів. Крім того, запропонований спосіб забезпечує міцне зчеплення покриття та основного матеріалу. Спосіб здійснюють таким чином: Готують суміш порошків чистих металів із атомарним співвідношенням компонентів, яке відповідає стехіометрії цих компонентів у квазікристалічній фазі на основі алюмінію. До одержаної суміші порошків додають зв'язуючу речовину, якою можна використовувати, наприклад, клей на органічній основі. Отриману обмазку наносять на поверхню деталі з алюмінію або його сплавів, її товщина повинна забезпечувати одержання квазікристалічної фази і обумовлена характеристиками лазера та властивостями деталі. Підготовлену таким чином поверхню нагрівають за допомогою імпульсного або постійного лазера. Режими нагріву вибираються такими, що забезпечують розплавлення обмазки та утворення розплаву із стехіометрією квазікристалічної фази. Приклад конкретного виконання. В системі Al-Cu-Fe відоме утворення квазікристалічної фази з ділянкою гомогенності (ат. %) Аl (65-70), Сu (17-25) та Fe (8-13). Тому легуючим матеріалом були обрані порошки міді та заліза. Лазерне легування поверхні зразків алюмінію, що мали форму паралелепіпедів з розмірами 10x5x5мм, виконували на імпульсному рубіновому Комп’ютерна верстка А. Крулевський 4 лазері (λ=0,6943мкм, τ=4мс) з густиною потужності 900МВ/м2 при 30% перекритті плям. Порошки міді та заліза були одержані газовим розпиленням з розплаву з фракцією ≤25мкм. Легуючі елементи наносили на поверхню зразків у вигляді обмазки із суміші порошків міді та заліза з додаванням клею БФ-6. Атомарне співвідношення міді до заліза в суміші обирали, як 2:1. Товщину обмазки варіювали від 25 до 180мкм. Структурно-фазовий склад поверхневих шарів зразків після лазерного легування досліджували методами рентгеноструктурного (ДРОН-3, Сu-Кαвипромінювання), електронно-мікроскопічного (JSM 6360LA) та металографічного (EPIQUANT) аналізів. Розподіл мікротвердості за глибиною зразків визначали за допомогою мікротвердоміру ПМТ-3. Рентгенографічно встановлено, що для даних зразків та при використанні вказаного лазера квазікристалічна фаза утворюється при товщині обмазки від 50 до 120мкм. Формування цієї фази проявилося в різкому зростанні значень мікротвердості в приповерневих шарах від 100МПа до 1100-5000МПа залежно від товщини обмазки. На Фіг. зображено розподіл значень мікротвердості покриття при різних товщинах обмазки. Таким чином, запропонований спосіб дозволяє створювати покриття деталей з алюмінію та його сплавів із значеннями мікротвердості, що перевищують значення мікротвердості основи у десятки разів. Це призводить до значного зростання зносостійкості деталей. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601