Исследователи из России разработали новую методику лазерной обработки поверхности титана и высокопрочной стали, которая позволяет сделать их в 3–10 раз более твердыми по сравнению с обычными изделиями из этих конструкционных материалов. Об этом в четверг сообщила научный сотрудник Университета ИТМО Ксения Егорова на XII Международной конференции по фотонике и информационной оптике, проходящей на этой неделе в НИЯУ МИФИ.

«Режущие поверхности и другие компоненты станков и промышленного оборудования постепенно изнашиваются. Это вынуждает рабочих периодически перезатачивать их или заменять на новые детали, что требует остановки производства. Мы разработали новую методику лазерной микрообработки поверхности, которая значительно повысит прочность металлических поверхностей и сделает их более износостойкими», – пояснила Егорова.

Как отметила исследовательница, для нового подхода нужно несколько компонентов: инфракрасный лазер, графитовый порошок и стекло, сжимающее графит и изолирующее обрабатываемую поверхность от окружающей среды.

Команда обнаружила, что обработка металла при помощи коротких импульсов лазерного излучения приводит к образованию слоя из нанокристаллов на поверхности деталей. Эти структуры оказались более плотными, чем обычные кристаллы в толще титана и стали. По этой причине поверхность металла становится тверже после лазерной обработки.

Работу подхода ученые проверили на образцах титана и двух высокопрочных марках стали: AISI 304 и 35ХГСА. Опыты показали, что процедура позволяет повысить твердость поверхности титановых изделий примерно в десять раз, а также увеличить этот параметр для обеих форм стали почти в три раза. По мнению Егоровой, преимущество метода состоит в том, что поверхность стали не нужно предварительно обрабатывать перед лазерной микробработкой.

Как надеются исследователи, разработанный подход в ближайшее время будет внедрен в промышленность. Он позволит повысить износостойкость стальных и титановых деталей без существенного увеличения стоимости их обработки и производства, подытожила Егорова.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/16945803