Влияние режимов лазерной обработки на цвета побежалости стали 04Х18Н10

Целью исследования данной статьи является выявление влияния режимов лазерной обработки на цвета побежалости стали 04Х18Н10.

Методы исследования сводились к определению диапазонов для каждого из параметров с примером получаемого цвета. Влияние параметров лазерного излучения: мощности и частоты лазерного излучения, скорости движения лазерного луча, разрешения заливки маркируемого объекта - способствует получению определенного оттенка палитры цветов по стандарту RAL.

Результатом исследования стали данные, по которым можно с уверенностью сказать, что скорость движения лазерного луча оказывает прямое влияние на получаемый полутон цвета. При высоких значениях данного параметра цвета становятся ближе к темным полутонам, тогда как уменьшение скорости приводит к обратному эффекту, возможно, что при невысоких скоростях движения лазерного луча происходит более медленный нагрев объекта, который приводит к получению светлых полутонов, а с постепенным увеличением скорости и, соответственно, возможным повышением температуры нагрева поверхности начинают образовываться цвета темного тона. Полученные при изменении параметра разрешения заливки результаты дают четко понять, что повышение этого показателя напрямую влияет на насыщенность получаемого цвета с ее увеличением, тогда как уменьшение количества линий заливки вызывает падение насыщенности цвета маркируемого объекта.

Заключение. В данной работе рассмотрено влияние факторов, ответственных за получение различных оттенков цветов при лазерной маркировке металла, получена базовая палитра цветов для последующего её расширения и использования в художественных целях.

1. Казакевич В.С., Яресько С.И. Тенденции развития рынка лазерных технологий для решения задач лазерной обработки материалов. Часть 1. Мировой лазерный рынок // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16, № 4. С. 266-275.

2. Марков В.В., Сметанников А.В., Кискеев П.И. Анализ причин технологических погрешностей прецизионной лазерной маркировки изделий // Прогрессивные технологии и процессы: сборник научных статей Международной молодежной научно-практической конференции: в 2-х т. Т. 2. Курск: Университетская книга, 2014. С. 34-36.

3. Фомин А.В., Глущенко А.И., Полещенко Д.А. Применение лазерных маркираторов для решения задачи нанесения дополнительной маркировки на стальную заготовку // Металлург. 2020. № 1. С. 46-50.

4. Лазерно- и магнетронно-модифицированные инжектирующие поверхности электродов для ЭГД-преобразователей / А.Е. Кузько, А.И. Жакин, А.П. Кузьменко, А.В. Кузько, А.А. Прибылов, В.В. Юшин // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 3. С. 147-168.

5. Влияние режимов лазерной обработки на изменение структуры и механических свойств поверхностного слоя деталей из стали марки 30ХГСА / И.В. Минаев, С.Н. Кутепов, Д.С. Клементьев, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2023. Т. 13, № 1. С. 73-86. https://doi.org/10.21869/2223-1528-2023-13-1-73-86.

6. Антонов Д.Н., Бурцев А.А. Окрашивание поверхности металлов под действием импульсного лазерного излучения // Журнал технической физики. 2014. Т. 84, № 10. С. 83-86.

7. Кадыкова Т.А., Павлов Ю.А. Лазерное художественное гравирование цветных изображений на изделиях из различных металлов и их сплавов // Наука и образование в области технической эстетики, дизайна и технологии художественной обработки материалов: материалы X Международной научно-практической конференции вузов России. СПб.: С.-Петерб. гос. ун-т промышленных технологий и дизайна, 2018. С. 140-146.

8. Снимщиков И.А., Нурбек Сыдык уулу, Кутанов А.А. Применение диодных лазеров для целей маркировки и гравировки // Физика. 2022. № 1. С. 5-9. https://doi.org/10.26104/IVK.2023.45.557.

9. Учаев П.Н., Райник М.В. К вопросу изготовления цилиндрических зубчатых колес лазером // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2013. № 1. С. 66-70.

10. Способ лазерной гравировки металла или сплава: пат. 2479396 Рос. Федераци, МПК В23К 26/38, В41М5/24 / Горный С.Г., Патров М.И., Юдин К.В., Валиулин А.Г., Попков С.Е., Соколов Д.В. [и др.]. № 20111413 67/02; заявл. 12.10.2011; опубл. 20.04.2013.

11. Metal deep engraving with high average power femtosecond lasers / M. Faucon, G. Mincuzzi, F. Morin, C. Honninger, E. Mottay, R. Kling // Laser-based Micro- and Nanoprocessing IX: proceedings of SPIE. 2015. Vol. 9531. https://doi.org/10.1117/12.20789159351

12. Модификация размеров и фазового состава наночастиц TIO2 при высокотемпературном лазерном воздействии / М.А. Пугачевский, А.П. Кузьменко, А.А. Гуламов, А.С. Сизов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2018. Т. 8, № 4 (29). С. 143-150.

13. Лазерная установка для микроструктурирования поверхности металла с использованием волоконного лазера / О.С. Васильев, В.П. Вейко, С.Г. Горный, Ю.С. Рузанкина // Оптический журнал. 2015. Т. 82, № 12. С. 70-77.

14. Surface blackening by laser texturing with high repetition rate femtosecond laser up to 1MHz / M. Faucon, A. Laffitte, J. Lopez, R. Kling // Frontiers in Ultrafast Optics: Biomedical, Scientific, and Industrial Applications XIV. Proceedings SPIE. 2014. Vol. 8972. https://doi.org/10.1117/12.2039469

15. Пряхин Е.И., Трошина Е.Ю. Изучение технологических и эксплуатационных особенностей высокотемпературостойких композитных пленок для лазерной маркировки деталей из черных сплавов // Черные металлы. 2023. № 4. С. 74-80.

16. Пряхин Е.И., Дранова А.Ю. Особенности формирования модульной структуры двухмерных кодов высокой плотности при прямой лазерной маркировке на металле // Дизайн. Материалы. Технология. 2024. № 2 (74). С. 184-189.

17. Технология лазерного микролегирования углеродистых сталей для упрочнения деталей сельскохозяйственных машин / А.Г. Пастухов, О.А. Шарая, А.Г. Минасян, Н.В. Водолазская // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2016. № 2 (10). С. 34-46.

18. Лазерная модификация поверхностного слоя алюминиевой бронзы / М.С. Смаковский, С.А. Атрошенко, Е.В. Харанжевский, С.Н. Костенков, В.И. Бородулин, Г.Г. Савенков // Химическая физика и мезоскопия. 2023. Т. 25, № 4. С. 515-523.

19. Порообразование в композиционных сплавах системы WC+NICRMOFE при лазерной наплавке / Ю.А. Артеменко, А.И. Егунов, Г.Н. Шумилин, А.А. Неранов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2012. № 2-3. С. 97-100.