Специалисты Тольяттинского государственного университета разработали технологию, позволяющую существенно повысить твёрдость и износостойкость алюминия. Благодаря химическому никелированию и последующей лазерной обработке срок службы деталей, эксплуатируемых в условиях трения, удалось увеличить в три раза.
Алюминиевые сплавы широко применяются в авиационной, автомобильной и судостроительной промышленности благодаря небольшой массе и технологичности. Однако относительно низкая твёрдость ограничивает использование алюминиевого проката в узлах, подверженных интенсивному механическому износу.
Предложенный учёными метод предусматривает предварительное химическое нанесение никеля на поверхность заготовки, после чего материал подвергают лазерной обработке. В результате формируется упрочнённый поверхностный слой, содержащий соединения алюминия и никеля. Его твёрдость примерно в шесть раз превышает показатели исходного материала.
Испытания показали, что обработанные детали способны служить втрое дольше при постоянном трении. При этом технология позволяет упрочнять не всё изделие, а только наиболее нагруженные участки. Такой подход может снизить расход материалов и затраты на обработку крупногабаритных элементов, изготовленных, например, из алюминиевого листа или других видов цветного металлопроката.
Использование никеля способствует образованию прочного защитного слоя и повышению эксплуатационных характеристик поверхности. В промышленном производстве для подобных задач также применяется различный никелевый прокат, устойчивый к износу и воздействию агрессивных сред.
На следующем этапе исследователи намерены подобрать оптимальные режимы лазерной обработки и адаптировать технологию для более широкого перечня алюминиевых сплавов. Кроме того, специалисты планируют проверить устойчивость полученного слоя к воздействию морской воды и других агрессивных сред.
Разработка может быть востребована при производстве деталей для самолётов, автомобилей и судов, где важно одновременно снизить массу конструкций и увеличить ресурс узлов, работающих под механической нагрузкой.
