Разработка лазерно-литейного процесса изготовления биметаллов
Предложен новый высокоэффективный способ изготовления биметаллических листов, согласно которому тонкий поверхностный слой функциональной составляющей биметалла, который движется с определенной скоростью, на определенной площади расплавляется концентрированным лазерным излучением. Одновременно в зону его действия из специального дозирующего устройства с определенным расходом подается расплав основы биметалла, подготовленный заранее, в результате чего при охлаждении между ними образуется надежное соединение. Способ отличается высокой производительностью и универсальностью процесса изготовления широкой гаммы биметаллов различного назначения, большой прочностью сцепления их составляющих, возможностью полной автоматизации. Проанализированы тепловые процессы, происходящие в поверхностном слое функционального составляющей биметалла из стали 40Х13 при различных условиях лазерного облучения. Определены параметры лазерного облучения, которые обеспечивают подплавление поверхностного слоя шириной 50 мм на глубину 50-100 мкм (мощность излучения 8,5 кВт, скорость перемещения 1 м/мин). Обоснованны условия подачи на подплавленный функциональный слой расплава металла основы из стали Ст.3 (высота столба расплава 7,6мм, размеры выходного отверстия 50×3 мм), которые обеспечивают формирование биметалла с заданными размерными характеристиками. Производительность рассматриваемого лазерно-литейного процесса определяется параметрами сканирования и мощностью лазерного луча, расходными характеристиками расплава одного из составляющих, скоростью относительного перемещения. Зона сплавления, образующаяся при охлаждении и относительном перемещении составляющих биметалла, обусловливает между ними металлургическую связь. Это позволяет изготавливать биметаллическую продукцию требуемого качества