Metalo keraminių dangų su volframo karbidais lazerinis apdorojimas ir tyrimai

Abstract

Šioje disertacijoje nagrinėjamos kombinuotu moderniu lazeriniu apdorojimo būdu suformuotos kompozicinės daugiafunkcės nikelio pagrindo su volframo karbidine keramika dangos. Tyrimams dangos buvo sukurtos taikant trijų etapų dangų technologiją: terminis miltelių purškimas, užpurkštos dangos perlydymas elektrinėje krosnyje ir dalinis dangos perlydymas lazeriu, suformuojant dangoje lygiagrečius takelius, kuriems būdingos metalo mechaninės savybės, struktūra, paviršiaus kietumas skiriasi nuo lazeriu neapdorotos dangos. Darbo tikslui pasiekti darbe sprendžiami šie pagrindiniai uždaviniai: lazerinės nikelio pagrindo su volframo karbidais dangų technologijos tinkamų parametrų parinkimas ir dilimui bei korozijai atsparios kompozicinės metalo keraminės dangos suformavimas; suformuotų metalo keraminių dangų kokybinių charakteristikų priklausomybių nuo lazerinės dangų technologijos ir jos parametrų tyrimas. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos literatūros bei autorės publikacijų disertacijos tema sąrašai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatoma disertacijos struktūra bei disertacijos tema autorės paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose. Pirmajame skyriuje apžvelgiamos terminio purškimo technologijos, lazerinis paviršių apdorojimas, pagrindiniai jo ypatumai. Skyriaus pabaigoje formuluojamos išvados ir tikslinami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje aprašomos eksperimentams naudojamos medžiagos ir įranga, terminiu purškimu užpurkštų nikelio pagrindo dangų su volframo karbidais lazerinio apdorojimo metodika bei darbe taikomi medžiagų savybių tyrimo metodai. Trečiajame skyriuje pateikiami ir analizuojami, taikant kombinuotą dangų technologiją, sukurtų nikelio pagrindo su volframo karbidais dangų tyrimų rezultatai. Disertacijos rezultatai pristatyti 5 moksliniuose straipsniuose: du iš jų – Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazės leidiniuose ir 3 konferencijų tezėse. Tyrimų rezultatai paskelbti 8 mokslinėse konferencijose Lietuvoje ir užsienyje.

This dissertation examines composite multi-functional nickel-based coatings with tungsten carbide ceramics formed by a combined modern laser processing method. For research, coatings were created using a three-stage coating formation technology: thermal powder spraying, remelting of the sprayed coating in an electric furnace, and partial remelting of the coating by a laser, forming parallel tracks in the coating. The work solved the following main tasks to achieve the goal: select the most optimal parameters of the laser coating formation technology of nickel base with tungsten carbides and the formation of a composite metal-ceramic coating resistant to wear and high-temperature corrosion and research the dependence of the qualitative characteristics of the formed metal-ceramic coatings on laser coating forming technology and its parameters. The dissertation consists of an introduction, three chapters, a summary of results, a list of used literature, and a list of the author’s publications on the topic of the dissertation. The introductory chapter discusses the research problem and the relevance of the work, describes the object of the research, formulates the purpose and tasks of the work, describes the research methodology, the scientific novelty of the work, the practical significance of the work results, and defended statements. At the end of the introduction, the structure of the dissertation, the author’s publications and conference presentations on the topic of the dissertation are presented. The first chapter reviews thermal spraying technologies and laser surface processing. At the end of the chapter, conclusions are formulated and the tasks of the dissertation. The second chapter describes the materials and equipment used for the experiments, the methodology of laser processing of nickel-based coatings sprayed with thermal spraying, and the methods used for the investigation of material properties. The third chapter presents and analyses the results of coating research. The results of the dissertation were presented in five scientific articles: two of them are publications of the Clarivate Analytics Web of Science database and 3 conference theses. Research results have been presented at eight scientific conferences in Lithuania and abroad.