Китайцы нашли способ резать сверхпрочный сплав почти без теплового повреждения: зона снизилась до 298 нм

Китайские ученые нашли способ почти полностью убрать тепловое повреждение при лазерной обработке сверхпрочных высокоэнтропийных сплавов. Технология Water-Jet Guided Laser (WJGL) сократила ширину зоны термического влияния до 298 нм, что примерно на 99,1% меньше, чем при использовании обычного наносекундного лазера.

Речь идет об армированном карбидами тугоплавком высокоэнтропийном сплаве NbMoTaW, который сочетает высокую прочность и термостойкость, но плохо поддается точной обработке из-за твердости, хрупкости и низкой теплопроводности. При традиционном лазерном резании зона термического влияния может достигать 31,6 мкм, то есть примерно в 100 раз больше минимального значения, полученного с WJGL.

В системе WJGL лазерный луч вводится в водяную струю диаметром всего 50 мкм, которая работает как жидкий оптический волновод. Вода одновременно отводит тепло и удаляет расплавленный материал, а защитный газ снижает окисление поверхности. Это позволяет получать более чистые канавки и микроструктуру с меньшим количеством дефектов по сравнению с наносекундными и фемтосекундными лазерами.

Испытания также показали высокую точность микросверления: минимальная конусность отверстий составила всего 0,014°, а изменение шероховатости по глубине оставалось менее 1 мкм. Результаты опубликованы в журнале Light: Advanced Manufacturing в исследовании Zewen Su, Jialiang Jiang, Binbin Liu и Jianrong Qiu; работа посвящена обработке тугоплавкого NbMoTaW и рассматривает применение технологии для деталей, работающих в аэрокосмической технике, ядерной энергетике и газовых турбинах.

Источник: light-am