Science intensive technologies in mechanical engineering Science intensive technologies in mechanical engineering Наукоёмкие технологии в машиностроении 2223-4608 50173 10.30987/2223-4608-2022-5-11-19 Аддитивные технологии и лазерная обработка Additive technologies and laser processing Аддитивные технологии и лазерная обработка A systematic approach to the problem of hardfacing of aluminum alloys using laser treatment Системный подход к проблеме поверхностного упрочения алюминиевых сплавов лазерной обработкой https://orcid.org/0000-0002-1344-4263 Александров Виктор Дмитриевич Alexandrov Victor Dmitrievich v-d-alex@yandex.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-7248-2454 Петрова Лариса Георгиевна Petrova Larisa G. petrova_madi@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0003-1395-1027 Белашова Ирина Станиславовна Belashova Irina Stanislavovna irina455@inbox.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 https://orcid.org/0000-0002-4655-8507 Морщилов Максим Витальевич Morshchilov Maxim Vitalievich mvmorshchilov@gmail.com

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ) The Moscow State Technical University - MADI Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ) Москва Россия Moscow Automobile and Road Engineering State Technical University (MADI) Москва Russian Federation 30 05 2022 30 05 2022 2022 5 11 19 05 05 2022 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/50173/view

Рассмотрены теоретические закономерности механизмов массопереноса при лазерном поверхностном легировании алюминиевых сплавов. Показано, что наряду с традиционным диффузионным механизмом насыщения значимую роль в поступлении легирующих компонентов в ванну расплава в зоне легирования представляют конвективный механизм массопереноса и механизм внедрения тугоплавких частиц. Установлено повышение износостойкости при легировании алюминиевого сплава Д16 хромом, никелем и дисилицидом ниобия.

The paper studies the matter of theoretical regularities of reactant transport mechanisms in laser surface alloyage of aluminum alloys. It is shown that, along with the traditional diffusion saturation a convective mechanism of reactant transport and the process of refractory particles introduction play a significant role for alloying components flow entering a molten pool in the alloyed zone. An increase in wear resistance was found if alloying aluminum alloy D16 with chromium, nickel and niobium disilicide.

 алюминиевый сплав лазерное легирование массоперенос поверхностное упрочнение износостойкость : aluminum alloy laser alloyage reactant transport hardfacing wear resistance материал подготовлен в рамках научных исследований по проекту №FSFM 2020 0011 (2019 1342), экспериментальные исследования проведены с использованием оборудования центра коллективного пользования МАДИ. the material was prepared as a part of scientific research on the project №FSFM-2020-0011 (2019-1342), experimental studies were carried out using the equipment of the MADI core facilities center.

Алюминиевые литейные антифрикционные сплавы с повышенной способностью к приспосабливаемости поверхностей трения / А.Е. Миронов, И.С. Гершман, Е.И. Гершман и др. // Вестник ВНИИЖТ. - 2017. - Т. 76. - № 6. - С. 336 340. Aluminum casting antifriction alloys with increased capacity to adaptability of friction surfaces/ A.E. Mironov, I.S. Gershman, E.I. Gershman et al./Vestnik «VNIIZhT» 2017, vol.76, pp. 336-340. Гуревич, Ю.Г. Теоретические и технологические основы диффузионного хромирования серого чугуна // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2010. - № 9. - С. 45 48. Gurevich, Yu.G. Theoretical and technological bases of gray cast iron diffusion chromizing, News of higher educational institutions. Ferrous metallurgy, 2010, no. 9, pp. 45-48. Петрова, Л.Г., Александров, В.А., Брежнев, А.А. Новые возможности борирования для получения модифицированных слоев на стальных деталях, работающих в условиях износа и коррозии // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2013. - №10 (106). - С. 26 33. Petrova, L.G., Alexandrov, V.A., Brezhnev, A.A. New potentialities in boronizing for obtaining modified layers on steel parts operating under wear and corrosion conditions/ Strengthening technologies and coatings, 2013, no.10 (106), pp. 26-33. Баландин, Ю.А., Колпаков, А.С. Диффузионное силицирование в псевдоожиженном слое // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2006. - №3 (609). - С. 31 35. Balandin, Yu.A., Kolpakov, A.S. Processes of diffusion siliconizing in a fluidized bed Metal Science and Heat Treatment, 2006, no.3 (609), pp. 31-35. Лукомский, Ю.Я., Горшков, В.К., Разговоров, П.Б. Гальванические и лакокрасочные покрытия на алюминии и его сплавах // Иваново. - 2010. - 239 с. Lukomsky, Yu.Ya., Gorshkov, V.K., Razgovorov, P.B. Electroplating and paint coatings on aluminum and its alloys / Ivanovo, 2010, 239 p. Петрова, Л.Г., Александров, В.Д., Морщилов, М.В. Формирование износостойких покрытий на алюминиевом сплаве АЛ9 гальваническими, детонационными и газофазными методами // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2018. - №1 (79). - С. 22 27. Petrova, L.G., Alexandrov, V.D., Wrinkilov, M.V. Formation of wear-resistant coatings on aluminum alloy AL9 by galvanic, detonation and vapour-phase methods // Science intensive technologies in mechanical engineering, 2018, no.1 (79), pp. 22-27. Григорьянц, А.Г., Шиганов, И.Н., Мисюров, А.И. Технологические процессы лазерной обработки. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. - 664 с. Grigoryants, A.G., Shiganov, I.N., Misyurov, A.I. Technological processes of laser treatment/ Moscow: Bauman Moscow State Technical University, 2006, 664 p. Чудина, О.В., Брежнев, А.А. Поверхностное легирование углеродистых сталей при лазерном нагреве // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2010. - №4 (64). - С. 10 16. Chudina, O.V., Brezhnev, A.A. Surface alloying of carbon steels in laser heating/Hardening technologies and coatings, 2010, no. 4(64), pp. 10-16. Петрова, Л.Г., Александров, В.Д., Морщилов, М.В. Получение износостойких покрытий на сплавах алюминия методом лазерного легирования // Наукоемкие технологии в машиностроении. - 2021. - №9 (123). - С. 42 48. Petrova, L.G., Alexandrov, V.D., Wrinkilov, M.V. Obtaining wear-resistant coatings in aluminum alloys using laser alloying/ Science intensive technologies in mechanical engineering, 2021, no.9 (123), pp. 42-48. Александров, В.Д., Сазонова, З.С. Поверхностное упрочнение алюминиевых сплавов лазерной обработкой. - М.: МАДИ (ТУ), 2001. - 231 с. Alexandrov, V.D., Sazonova, Z.S. Surface hardening of aluminum alloys by laser treatment. - Moscow: MADI (TU), 2001, 231 p. Белашова, И.С., Тарасова, Т.В. Исследование кинетики массопереноса при лазерном легировании // Наукоемкие технологии. - 2007. - Т. 8. - № 12. - C. 57 62. Belashova, I.S., Tarasova, T.V. Investigation of mass transfer kinetics in laser alloying / Science intensive technologies, 2007, vol. 8, no. 12, pp. 57-62. Приходько, В.М., Петрова, Л.Г., Чудина, О.В. Металлофизические основы разработки упрочняющих технологий. - М.: Машиностроение, 2003. - 380 с. Prikhod’ko, V.M., Petrova, L.G., Chudina, O.V. Metallophysical basis for reinforcing technologies development. Moscow: Mashinostroenie, 2003, 380 p. Мондольфо, Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов. Пер. с англ. - М.: Металлургия, 1979. - 640 с. Mondolfo, L.F. Structure and Properties of Aluminum Alloys, Moscow: Metallurgiya, (1979), 640 p.