Автоматическая сварка, 2016, №08



2016 №08 (05)

DOI of Article 10.15407/as2016.08.06

2016 №08 (07)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 8, 2016, с. 35-42
 

Микроструктура и износостойкость композитных WC/SS316L покрытий, полученных методом газодинамического напыления с применением лазерного нагрева

Бо Ли^1,2, Чжихонг Ли^1,2, Лиджинг Янг^1,2, Джинхуа Яо^1,2

¹Центр исследования технологий лазерной обработки и техники, Чжэцзянcкий технологический университет. Чаованг Роад, 18, Ханчжоу, 310014, КНР
²Инновационный центр передового лазерного оборудования провинции Чжэцзян. Чаованг Роад, 18, Ханчжоу, 310014, КНР. E-mail: laser@zjut.edu.cn
 
Реферат
Метод газодинамического напыления с применением лазерного нагрева (ЛГДН ) является новым разработанным методом напыления покрытий, который объединяет сверхзвуковую порошковую струю, формируемую путем газодинамического напыления, с синхронным лазерным нагревом зоны формирования покрытия (ЛГДН ). Добавка тепловой энергии лазера в процесс газодинамического напыления вносит изменение в термодинамическое состояние напыляемых частиц и подложки, значительно снижая таким путем критические скорости напыляемых частиц, необходимые для эффективного формирования покрытия, что позволяет расширить перечень материалов, напыляемых способом ГДН. В работе, изложенной в этой статье, представлена возможность применения техники ЛГДН для нанесения композитных покрытий с металлической матрицей (КММ), таких как WC/SS316L. Цель этого исследования состоит в сравнении композитных покрытий, полученных методами обычного ГДН и ЛГДН. Формирование структуры, механизмы механической деформации, связь между функциональными свойствами были рассмотрены детально. Результаты экспериментов показали превосходство ЛГДН в сравнении с ГДН, поскольку в этом случае возможно повысить степень использования напыляемого материала, плотность покрытия, его когезионную прочность благодаря повышению пластичности частиц и основы путем лазерного нагрева. Было установлено, что метод ЛГДН пригоден для нанесения высокопрочных КММ покрытий, обладающих высоким качеством и представляющих высокий потенциал в области 3D-печати металлических изделий. Библиогр. 13, табл. 1, рис. 8.
 
Ключевые слова: газодинамическое напыление, лазерный нагрев, композитное покрытие с металлической матрицей, микроструктура, состав, износостойкость
 
Поступила в редакцию 06.12.2015
Подписано в печать 14.07.2016
 

1. Cold spray technology, Elsevier / A. Papyrin, V. Kosarev, S. Klinkov [et al.]. – 2007. – P. 1–32.
2. Champagne V. K. The cold spray materials deposition process. Fundamentals and applications / V. K. Champagne. – Woodhead publishing Limited. – 2007. – P. 11–41.
3. Maev R. G. Introduction to low pressure gas dynamic spray / R. G. Maev, V. Leshchynsky / Wiley-VCH, 2008, P. 1–10.
4. Bray M. The laser-assisted cold spray process and deposit characterization / M. Bray, A. Cockburn, W. O’Neill // Surface and Coating Technology. – 2011. – № 203. – P. 2851–2857.
5. High speed titanium coating by supersonic laser deposition / R. Lupoi, M. Sparkes, A. Cockburn [et al.] // Materials Letter. – 2011. – № 65. – P. 3205–3207.
6. Solid-state manufacturing of tungsten deposits onto molybdenum substrates with supersonic laser deposition / M. Jones, A. Cockburn, R. Lupoi [et al.] // Materials Letter. – 2014. – № 134. – P. 295–297.
7. Olakanmi E. O. Laser assisted cold-spray corrosion- and wear- resistant coatings: A review / E. O. Olakanmi, M. Doyoyo // Journal of Thermal Spray Technology. – 2014. – № 23. – 765–785.
8. Microstructural and mechanical evaluation of laserassisted cold sprayed bio-ceramic coatings: potential use for biomedical applications / M. Tlotleng, E. Akinlabi, M. Shukla [et al.] // Journal of Thermal Spray Technology. – 2015. – № 24. – P. 423–435.
9. Beneficial effects of synchronous laser irradiation on the characteristics of cold-sprayed copper coatings / B. Li, L. J. Yang, Z. H. Li [et al.] // Journal of Thermal Spray Technology. – 2015. – № 24. – P. 836–847.
10. Beneficial effects of laser irradiation on the deposition process of diamond/Ni60 composite coating with cold spray / J. H. Yao, L. J. Yang, B. Li [et al.] // Applied Surface Science. – 2015. – № 330. – P. 300–308.
11. Simulation analysis of Stellite 6 particle impact on steel substrate in supersonic laser deposition process / F. Luo, A. Cockburn, D. B. Cai [et al.] // Journal of Thermal Spray Technology. – 2015. – №24. – P. 378–393.
12. Performance comparison of Stellite 6 deposited on steel using supersonic laser deposition and laser cladding / F. Luo, A. Cockburn, R. Lupoi [et al.] // Surface and Coatings Technology. – 2012. – № 212. – P. 119–127.
13. Bonding mechanism in cold gas spray / H. Assadi, F. Gartner, H. Stoltenhoff [et al.] // Acta Materialia. – 2004. – № 51. – P. 4379–4394.