Obrabotka Metallov 2015 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (66) 2015 29 ТЕХНОЛОГИЯ Рис. 1. Фотографии спеченных образцов из кобальтхроммолибденового порошкового материала, полученные на разных режимах (×2): а – Р = 10 Вт, V = 100 мм/мин, t = 200  ° С, h = 0,1 мм; б – Р = 20 Вт, V = 100 мм/мин, t = 200  ° С, h = 0,1 мм; в – Р = 10 Вт, V = 100 мм/мин, t = 200  ° С, h = 0,15 мм; г – Р = 20 Вт, V = 100 мм/мин, t = 200  ° С, h = 0,15 мм а б в г Диаметр пятна лазера при спекании составлял 0,5 мм. Эксперимент поставлен по программе центрального планирования второго порядка. Реализованы шестнадцать опытов полного фак- торного эксперимента 2 4 и семь опытов в центре плана, дополненные восьмью опытами в «звезд- ных» точках. Толщина слоя измерялась на циф- ровом микроскопе ИМЦ 100×50 по специально разработанной методике с точностью 0,01 мм [15]. После статистической обработки получена эмпирическая зависимость толщины спеченно- го слоя кобальтхроммолибденового порошка от технологических режимов спекания: z = 1,9 + 0,04 P – 0,027 V + 0,0000057 V 2 + + 0,000001 t 2 + 0,0029 t – 120 S 2 – S – – 0,000294 Pt + 0,25 VS . (2) На основании этой зависимости построены графики с наложением экспериментальных зна- чений толщины спеченного слоя в зависимости от режимов спекания. Анализ графических за- висимостей выявил значимые параметры режи- ма – мощность лазерного излучения, скорость перемещения луча лазера, шаг сканирования, влияющие на толщину спеченного слоя, а также пределы ее изменения от 0,65 до 1,27 мм за счет комбинации технологических режимов лазер- ной обработки. На рис. 2–4 показаны графики, построенные по зависимости (2). Изменение мощности в диа- пазоне от 10 до 20 Вт приводит к увеличению толщины спеченного слоя z с 0,65 до 1,0 мм, та- ким образом, мощность оказывает значительное влияние на толщину спеченного слоя (рис. 2). Варьирование скорости от 100 до 300 мм/мин приводит к уменьшению толщины слоя с 0,88 до 0,65 мм. Температура подогрева порошково- го материала и шаг перемещения луча лазера Рис. 2. Расчетные зависимости и экспериментальные точки толщины Z спеченного слоя кобальтхроммо­ либденового порошка от мощности Р и скорости V при S = 0,1 мм, t = 26 ° C оказывают незначительное влияние на толщину спеченного слоя. Изменение шага сканирования также ока- зывает влияние на толщину спеченного слоя (рис. 3). Изменяя величинушага от 0,1 до 0,15 мм толщина слоя уменьшается с 1,27 до 0,9 мм при Р = 20 Вт, V = 100 мм/мин, t = 26 ° C. Увеличе- ние шага сканирования приводит к уменьшению толщины спеченного слоя. На рис. 4 показано влияние мощности и тем- пературы подогрева порошкового материала на толщину спеченного слоя. При увеличении мощ- ности от 10 до 20 Вт и t = 26 ° C, V = 100 мм/мин, S = 0,1 мм толщина спеченного слоя увеличи- вается с 0,88 до 1,27 мм. Увеличение подогре- ва порошкового материала t с 26 до 200 ° С при Р = 10 Вт, V = 100 мм/мин, S = 0,1 мм незначи- тельно увеличивает толщину спеченного слоя с 0,88 до 0,91 мм при Р = 20 Вт с 1,27 до 1,3 мм. Анализ графических зависимостей, пред- ставленных на рис. 2–4, показывает значитель- ное влияние мощности лазерного излучения