Лазерная постобработка керамических и карбидовольфрамовых HVOF-покрытий
https://doi.org/10.46973/0201-727X_2025_1_17
Аннотация
Проведен анализ современного состояния исследований в области лазерной постобработки керамических и карбидовольфрамовых покрытий, наносимых с помощью технологий газотермического напыления (ГТН). Показано, что наиболее целесообразна лазерная обработка с оплавлением поверхности. Лазерный переплав позволяет получать покрытия с улучшенными прочностными свойствами. Установлено значительное изменение структуры газотермических покрытий (ГТП), снижение дисперсности и порообразования, повышение их эксплуатационных характеристик, таких как износостойкость, твердость, коррозионная стойкость. Указаны причины наблюдаемых изменений структурных и прочностных характеристик покрытий после лазерной термообработки (ЛТО) HVOF-покрытий с переплавом, даны рекомендации по выбору режимов обработки.
Об авторах
И. А. Антошин
Самарский государственный технический университет (СГТУ)
Россия
Россия
Антошин Илья Александрович, аспирант
С. И. Яресько
Самарский филиал Физического института им. П. Н. Лебедева РАН
Россия
Россия
Яресько Сергей Игоревич, доктор технических наук, заведующий лабораторией лазерно-индуцированных процессов
Список литературы
1. Газотермическое напыление : учебное пособие / Л. Х. Балдаев [и др.] ; под общ. ред. Л. Х. Балдаева. – Москва : Маркет ДС, 2007. – 344 с. – ISBN 978-5-7958-0146-9.
2. Коробов, Ю. С. Анализ свойств газотермических покрытий. Часть 1 : Основные методы и материалы газотермического напыления / Ю. С. Коробов, В. И. Панов, Н. М. Разиков. – Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2016. – 80 с. – ISBN 978-5- 7996-1966-4.
3. Kumar, R. Thermal spray coating : a study / R. Kumar, S. Kumar // Int. J. Eng. Sci. Research Technol. – 2018. – Vol. 7 (3). – P. 610–617. – DOI 10.5281/ZENODO.1207004.
4. Berger, L.–M. Application of hardmetals as thermal spray coatings / L.–M. Berger // Int. J Refract. Hard Met. – 2015. – Vol. 49. – P. 350–364. – DOI 10.1016/j.ijrmhm.2014.09.029.
5. Prashar, G. Influence of heat treatment on surface properties of HVOF deposited WC and Nibased powder coatings : a review / G. Prashar, H. Vasudev, L. Thakur // Surf. Topogr. : Metrol. Prop. – 2021. – Vol. 9. – 043002. – DOI 10.1088/2051-672X/ac3a52.
6. Ghadami, F. Improvement of high velocity oxy-fuel spray coatings by thermal post treatments : A critical review / F. Ghadami, A. Sabour Rouh Aghdam // Thin Solid Films. – 2019. – Vol. 678 (6). – P. 42–52. – DOI 10.1016/j.tsf.2019.02.019.
7. Panziera, R. C. Study of the effects of the laser remelting process on the microstructure and properties of the WC-10Co-4Cr coating sprayed by HVOF / R. C. Panziera, A. C. C. de Oliveira, M. Pereira, F. Ratszunei // J Braz. Soc. Mech. Sci. – 2020. – Vol. 42 (3). – P. 1–8. – DOI 10.1007/s40430-020-2201-1.
8. Diagnostic of laser remelting of HVOF sprayed Stellite coatings using an infrared camera / M. Vostřák, J. Tesař, Š. Houdková [et. al.] // Surf. Coat. Technol. – 2017. – Vol. 318. – P. 360–364. – DOI 10.1016/j.surfcoat.2016.12.118.
9. Особенности процесса лазерного оплавления газотермических покрытий / Л. Х. Балдаев, Д. З. Ишмухаметов, М. В. Ершов, В. С. Шарыгин // Трубопроводная арматура и оборудование (ТПА). – 2014. – № 6 (75). – С. 40– 42. – ISSN 2218-9203.
10. Triantafyllidis, D. Crack-free densification of ceramics by laser surface treatment / D. Triantafyllidis, L. Li, F. H. Stott // Surface and Coatings Technology. – 2006. – Vol. 201. – No. 6. – P. 3163–3173. – DOI 10.1016/j.surfcoat.2006.06.032.
11. Effect of laser remelting of plasma sprayed coating of Cr-Ni-Re / P. Śliwński, M. S. Węglowski, J. Dworak [et al.] // IOP Conf. Ser. : Mater. Sci. Eng. – 2021. – Vol. 1140. – No. 1. – P. 012054. – DOI 10.1088/1757-899X/1140/1/012054.
12. Laser Surface Modification of Ceramic Coating Materials / N. Al Harbi, K. Y Benyounis, L. Looney, J. Stokes // In book : Encyclopedia of Smart Materials. – Publisher : Elsevier, 2018. – DOI 10.1016/B978-0-12-803581-8.11386-4.
13. Improvement of thermally sprayed WC– Co/NiCr coatings by surface laser processing / A. Gisario, M. Puopolo, S. Venettacci [et al.] // Int. J Refract. Hard Met. – 2015. – Vol. 52. – P. 123– 130. – DOI 10.1016/j.ijrmhm.2015.06.001.
14. Gisario, A. Laser surface modification (LSM) of thermally-sprayed Diamalloy 2002 coating / A. Gisario, M. Barletta, F. Veniali / Opt. Laser Technol. – 2012. – Vol. 44. – No. 6. – P. 1942–1958. – DOI 10.1016/j.optlastec.2012.02.011.
15. Wear behavior of laser-treated plasmasprayed ZrO2 coatings / Y. Fu, A. W. Batchelor, H. Xing, Y. Gu // Wear. – 1997. – Vol. 210. – No. 1–2. – P. 157–164. – DOI 10.1016/S0043-1648(97)00058-6.
16. Лазерная модификация плазменнонанесенных покрытий / В. Д. Шелягин, В. Ю. Хаскин, А. П. Грищенко [и др.] // Вісник двигунобудування. – 2009. – № 2. – С. 69–72.
17. Модифицирование газотермических покрытий воздействием излучения CO2-лазера / А. А. Митрофанов, Е. А. Чащин, С. А. Балашова, А. Х. Харахашев // Advanced Engineering Research. – 2014. – Т. 14. – № 3 (78). – С. 103–110. – ISSN 2687-1653.
18. Tribological properties of plasma sprayed and laser re-melted 75/25 Cr3C2/NiCr coatings / J. Mateos, J. M. Cuetos, E. Fernandez, R. Vijande // Tribol. Int. – 2001. – Vol. 34. – P. 345–351. – DOI 10.1016/S0301-679X(01)00023-8.
19. Characterization of microstructure and surface properties of hybrid coatings of WC–CoCr prepared by laser heat treatment and high velocity oxygen fuel spraying / S. H. Zhang, T. Y. Cho, J. H. Yoon [et al.] // Materials Characterization. – 2008. – Vol. 59 (10). – P. 1412– 1418. – DOI 10.1016/j.matchar.2008.01.003.
20. Influence of CO2 laser heat treatment on surface properties, electrochemical and tribological performance of HVOF sprayed WC–24%Cr3C2– 6%Ni coating / S. H. Zhang, J. H. Yoon, M. X. Li [et al.] // Mater. Chem. Phys. – 2010. – Vol. 119 (3). – P. 458–464. – DOI 10.1016/j.matchemphys.2009.09.025.
21. Corrosion resistance of HVOF-sprayed coatings for hard chrome replacement / G. Bolelli, R. Giovanardi, L. Lusvarghi, T. Manfredini // Corros. Sci. – 2006. – Vol. 48 (11). – P. 3375– 3397. – DOI 10.1016/j.corsci.2006.03.001.
22. Yilbas, B. Effects of laser re-melting on the corrosion properties of HVOF coatings / B. Yilbas, I. Toor, F. Patel // J. Mater. Eng. Perform. – 2013. – Vol. 22 (5). – P. 1505–1511. – DOI 10.1007/s11665-012-0428-4.
23. Characterisation of Laser Modified WCCoCr Coatings / E. Chikarakara, M. Punset, J.A. Picas [et al.] // AIP Conf. Proc. – 2011. – Vol. 1353. – No. 1. – P. 1087–1092. – DOI 10.1063/1.3589661.
24. Surface modification of HVOF thermal sprayed WC–CoCr coatings by laser treatment / E. Chikarakara, S. Aqida, D. Brabazon [et al.] // Int J Mater Form. – 2010. – Vol. 3. – P. 801–804. – DOI 10.1007/s12289-010-0891-0.
25. Investigation on microstructure, surface properties and anti-wear performance of HVOF sprayed WC–CrC–Ni coatings modified by laser heat treatment / S.-H. Zhang, T.-Y. Cho, J.- H. Yoon [et al.] // Mater. Sci. Eng. B. – 2009. – Vol. 162. – No. 2. – P. 127–134. – DOI 10.1016/j.mseb.2009.03.017.
26. Ceramic surface modifications induced by pulsed laser treatment / E. Cappelli, S. Orlando, D. Sciti [et al.] // Applied Surface Science. – 2000. – Vol. 154. – P. 682–688. – DOI 10.1016/S0169-4332(99)00422-5.
27. Surface modification of Cr3C2–NiCr cermet coatings by direct diode laser / J. Morimoto, Y. Sasaki, S. Fukuhara [et al.] // Vacuum. – 2006. – Vol. 80 (11–12). – P. 1400–1405. – DOI 10.1016/j.vacuum.2006.01.070.
28. Wear and Corrosion Resistances of Inconel718, HVOF coating of WC-metal Powder and Laser Heat-treated coating / H. G. Chun, Y. K. Joo, J. H. Yoon [et al.] // Appl. Mech. Mater. – 2013. – Vol. 419. – P. 381–387. – DOI 10.4028/www.scie-tific.net/AMM.419.381.
29. Яресько, С. И. Лазерная непрерывная обработка газотермических покрытий WC10Co-4Cr / С. И. Яресько, И. А. Антошин // Pulsed Lasers and Laser Applications. Materials of the 16th International Conference AMPL– 2023, 10–15 September, 2023. – Tomsk : STT Publishing House, 2023. – C. 56–61.
30. Laser Remelting of WC-CoCr Surface Coated by HVOF : Effect on the Tribological Properties and Energy Efficiency / R. De Medeiros Castro, E. Curi, L. F. Feltrim Inacio [et al.] // Surf. Coat. Technol. – 2021. – No. 427 (4). – 127841. – DOI 10.1016/j.surfcoat.2021.127841.
Рецензия
Для цитирования:
Антошин И.А., Яресько С.И. Лазерная постобработка керамических и карбидовольфрамовых HVOF-покрытий. Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2025;(1):17-25. https://doi.org/10.46973/0201-727X_2025_1_17
For citation:
Antoshin I.A., Yaresko S.I. Laser postprocessing of ceramic and tungsten carbide HVOF coatings. Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya. 2025;(1):17-25. (In Russ.) https://doi.org/10.46973/0201-727X_2025_1_17
Просмотров:
9
JATS XML
Послать статью по эл. почте 