Лазерная резка пластин из порошкового хрома

ЛАЗЕРНАЯ РЕЗКА ПЛАСТИН ИЗ ПОРОШКОВОГО ХРОМА Костромин Сергей Викторович, к.т.н., доцент, доц. кафедры «Материаловедение, технологии материалов и термическая обработка

металлов»

Нижегородский государственный технический университет

им. Р.Е.Алексеева

В работе приведено сравнение результатов механической и лазерной резки пластин, изготовленных из порошка хрома. Показана перспективность технологии лазерного раскроя.

Листовые материалы, изготавливаемые методом прокатки и спекания порошка хрома, находят широкое применение в промышленности, например, в производстве распыляемых мишеней [1].

При механическом раскрое таких материалов кромка отличается невысоким качеством из-за появления трещин и выкрашивания. Лазерная резка компактных листовых материалов применяется достаточно давно. Процесс характеризуется высокой скоростью и хорошим качеством реза. Преимуществом лазерной резки является также возможность вырезания деталей по любому сложному контуру при отсутствии материалоёмкой штамповой оснастки [2]. Сведения же о лазерной резке порошковых материалов крайне ограничены. Например, в работе [3] описана лазерная резка порошковых лент из никеля и титана. Разработка и промышленное освоение высокопроизводительных методов раскроя листовых порошковых материалов позволит значительно расширить области их применения и повысить качество выпускаемой продукции.

Изучение влияния процесса лазерной резки листовых порошковых материалов представляет несомненный научный и практический интерес как с точки зрения изменения макроструктуры зоны реза, так и с точки зрения влияния этих измерений на эксплуатационные характеристики изделия.

Образцы для исследования были получены из порошкового хрома прокаткой с последующим спеканием. Средний размер частиц порошка составлял 0.04 - 0.25 мм, толщина пластин - 3,35 мм.

Готовые порошковые пластины подвергались механической резке на ножницах и лазерной резке на твердотельном лазере в импульсном режиме при следующих параметрах: энергия импульса - 3 Дж; частота следования импульсов - 50Гц; средняя мощность - 150 Вт; скорости резки - от 200 до 600мм/мин.

Качество реза оценивалось визуально при увеличении 10х-14х.

Результаты механической резки представлены на рис. 1.

а)

б)

Рис. 1. Макроструктура образца из порошкового хрома после механической резки (х14): а) - торец; б) - поверхность.

Торцевая поверхность пластины после механической резки некачественная, с участками выкрашивания и выбоинами, перпендикулярность к поверхности не соблюдается. Поверхность у кромки реза неровная, видны многочисленные трещины, отслоения, что приводит к потерям материала и требует дополнительной обработки.

Макроструктура образца, вырезанного лазером из пластины порошкового хрома, показана на рис. 2.

Рис. 2. Макроструктура образца после лазерной резки со скоростью 400 мм/с (х10): а) - торец; б) - поверхность.

Кромка пластины из порошка хрома после лазерной резки имеет бороздчатую поверхность, характерную для резки компактных материалов. Поверхность вырезанного лазером образца гораздо ровнее, чем после механической резки, трещин не наблюдается.

В результате припекания (спекания) кромка получается более плотной, более однородной, более качественной, полностью отсутствует выкрашивание частичек пластин. Пористость кромки заметно меньше пористости основного материала. То есть, лазерный раскрой порошкового материала создаёт поверхность аналогичная поверхности компактного материала.

Таким образом, применение лазерной резки листовых материалов из порошкового хрома наиболее перспективно, так как позволяет обеспечить качество поверхности, устранить потери материала и необходимость дополнительной обработки.

Список литературы:

1. Металлические порошки и порошковые материалы: Справочник / Под ред. Ю.В. Левинского. - М.: ЭКОМЕТ, 2005. - 520 с.

2. Григорьянц А.Г., Соколов А. А. Лазерная резка металлов. - М.: Высшая школа, 1988. - 127 с.

3. Костромин С.В. Особенности лазерной резки порошковых металлических материалов // Современные инновации в науке и технике: Сборник научных трудов 4-ой Международной научно-практической конференции (17 апреля 2014 года). В 4-х т. Том 2. - Курск: Изд-во ЮЗГУ, 2014. - С. 281-283 с.

СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ ПОРОШКОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ПРОИЗВОДСТВЕ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ

ЗАГОТОВОК

Кругляков Олег Викторович, аспирант, Угримов Александр Сергеевич, аспирант Осьминина Анастасия Сергеевна, студент Агеев Евгений Викторович, д.т.н., доцент, профессор кафедры автомобилей, транспортных систем и процессов Юго-Западный государственный университет, Россия

Представлены результаты исследования свойств электроэрозионных порошков, используемых в производстве твердосплавных заготовок. Отмечено, что порошок, полученный методом ЭЭД из отходов спеченных твердых сплавов, состоит из частиц правильной сферической формы (или эллиптической), неправильной формы (конгломератов) и осколочной формы.

Работа выполнена по теме гранта Президента Российской Федерации № МД-1123.2014.8.

Прогресс в технике, повышение требований к надежности и эффективности машин и механизмов, новые более жесткие режимы их функционирования требуют улучшения эксплуатационных характеристик деталей и материалов, из которых их изготавливают.

При этом, получение материалов с особыми физическими характеристиками и структурой связано с использованием твердых сплавов, что делает особенно актуальным получение твердосплавных порошков из отходов.

В издании обобщены и изложены вопросы, связанные с получением пригодных к практическому применению твердых сплавов из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов твердых сплавов в воде дистиллированной и керосине осветительном, методом горячего прессования с пропусканием высокоамперного тока в вакууме, а также изостатическим прессованием и спеканием и исследование их свойств.

Проведенное исследование в области порошковой металлургии связано с современными методами исследования порошковых материалов из отходов вольфрамсодержащих спеченных твердых сплавов, полученных методом электроэрозионного диспергирования (ЭЭД).

Процесс ЭЭД представляет собой разрушение токопроводящего материала в результате локального воздействия кратковременных