Laser treatment of heterogeneous surfaces formed by electro-spark deposition

• Autorzy: Radek N. , Pietraszek J. , Szczotok A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2017.6.5

Warianty tytułu

PL

Obróbka laserowa powierzchni niejednorodnych wytworzonych obróbką elektroiskrową

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This study is an investigation of the effect of laser treatment on the properties of surface coatings produced by a conventional electro-spark deposition (ESD) process. A combination of ESD process and laser treatment has been developed, and tested, and improvement of certain surface properties has been demonstrated. These coatings are heterogeneous surfaces, which mean that there are variable characteristics along the depth of the thin coating. The study is carried out on a conventional C45 steel as substrate, coated by Cu–Mo electrode by electro-spark deposition. The coating showed an improved metallurgical bond to the substrate material, and desirable surface topography, microstructure and micro-hardness distribution along the depth of the coating. The developed process has a minimal thermal effect on the bulk material, below the coating. This is combined with an exceptionally homogeneous hard outer surface. This combination demonstrated also improvements of certain tribological properties, such as a rise of seizure resistance of the rubbing surfaces. The properties of heterogeneous surfaces, based on laser treated ESD, are largely dependent upon material combination systems, manipulating methods, ESD and laser parameters as well as process control.

PL

Przez powierzchnie niejednorodne należy rozumieć powierzchnie mające wyodrębnione regularne obszary dające się opisać innymi niż pozostała część powierzchni właściwościami geometrycznymi, fizykomechanicznymi czy fizykochemicznymi. Obszary tworzące niejednorodność powierzchni powstają w wyniku użycia do ich wytworzenia innej technologii niż do pozostałej części powierzchni. Celem pracy było badanie wybranych właściwości powierzchni niejednorodnych wytworzonych za pomocą obróbki elektroiskrowej i laserowej. Uzyskane warstwy poddano następującym badaniom: analizie mikrostruktury, badaniom mikro- i makrogeometrii powierzchni oraz pomiarom mikrotwardości.

Słowa kluczowe

EN

laser treatment; electro-spark deposition; heterogeneous surfaces; properties

PL

obróbka laserowa; obróbka elektroiskrowa; powierzchnie niejednorodne; właściwości

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 38, nr 6
• Strony: 279--284
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Radek N.

• Technical University of Kielce, Kielce

autor

Pietraszek J.

• Technical University of Cracow, Kraków

autor

Szczotok A.

• Silesian University of Technology, Katowice

Bibliografia

• [1] Borecki P., Młynarczak A., Piasecki A.: Laserowe modyfikowanie warstwy wierzchniej stali narzędziowych z powłokami galwanicznymi chromu i niklu. Inżynieria Materiałowa 6 (2009)
• [2] Imaz N., García-Lecina E., Díez J. A., Ostra M., Sarret M.: Structural and physical properties of chromium layers obtained by pulse plating techniques. Inżynieria Materiałowa 3 (2010)
• [3] Roos J. R., Celis J. P., Van Vooren W.: Combined use of laser irradiation and electroplating. Laser Surface Treatment of Metals, eds.: Draper C. W., Mazzoldi P., NATO ASI Series, Series E: Applied Sciences No. 115, Martinus Nijhoff Publishers, Dordrecht/Boston/Lancaster (1986) 577÷590.
• [4] Hino M., Mitooka Y., Murakami K., Takamizawa M., Nishimura N.: Melting treatment of tin electroplating by laser irradiation. Journal of The Surface Finishing Society of Japan 60/2 (2009) 134÷136.
• [5] Schelz S., Branland N., Plessis D., Minot B., Guillet F.: Laser treatment of plasma-sprayed ZrSiO4 coatings. Surface and Coatings Technology 200 (22–23) (2006) 6384÷6388.
• [6] Khor K. A., Vreeling A., Dong Z. L., Cheang P.: Laser treatment of plasma sprayed HA coatings. Materials Science and Engineering: A 266 (1–2) (1999) 1÷7.
• [7] Chen Z., Zhou Y.: Surface modification of resistance welding electrode by electro-spark deposited composite coatings: Part I. Coating characterization. Surface and Coatings Technology 201 (2006) 1503÷1510.
• [8] Ribalko A. V., Sahin O. A.: A modern representation of the behaviour of electrospark alloying of steel by hard alloy. Surface and Coatings Technology 201 (2006) 1724÷1730.
• [9] Brown E. A., Sheldon G. L., Bayoumi A. E.: A parametric study of improving tool life by electrospark deposition. Wear 138 (1990) 137÷151.
• [10] Radek N., Konstanty J., Scendo M.: The electro-spark deposited WC–Cu coatings modified by laser treatment. Archives of Metallurgy and Materials 60 (2015) 2577÷2582.
• [11] Radek N., Konstanty J.: Cermet ESD coatings modified by laser treatment. Archives of Metallurgy and Materials 57 (2012) 665÷670.
• [12] Scendo M., Radek N., Trela J.: Influence of laser treatment on the corrosive resistance of WC–Cu electrospark coatings. International Journal of Electrochemical Science 8 (2013) 9264÷9277.
• [13] Pietraszek J., Radek N., Bartkowiak K.: Advanced statistical refinement of surface layer’s discretization in the case of electro-spark deposited carbide- ceramic coatings modified by a laser beam. Solid State Phenomena 197 (2013) 198÷202.
• [14] Radek N., Antoszewski B.: Influence of laser treatment on the properties of electro-spark deposited coatings. Kovove Materialy – Metallic Materials 1 (2009) 31÷38.
• [15] Scendo M., Radek N., Trela J.: The influence of electro-spark and laser treatment upon corrosive resistance of carbon steel. Advanced Materials Research 874 (2014) 107÷112.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).