Лазерне формування алмазовмісних покриттів зв’язками на основі міді

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorГончарук, О. О.
dc.contributor.authorГоловко, Л. Ф.
dc.contributor.authorВолошко, С. М.
dc.contributor.authorДанилейко, О. О.
dc.contributor.authorКапустинський, О. А.
dc.date.accessioned2026-02-20T11:25:59Z
dc.date.available2026-02-20T11:25:59Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractВибір матеріалу зв’язки робочого шару з наповнювачем при виробництві алмазовмісного абразивного інструменту є вкрай важливим. Об’єктом дослідження є процес формування алмазовмісних покриттів на Сталі 40Л із використанням порошкової бронзової зв’язки складу CuSn10 (БрО10) як матричного матеріалу. Розглядається можливість застосування зв’язки CuSn10 (БрО10) для термодеформаційного лазерного спікання алмазовмісних покриттів на сталі 40Л з метою забезпечення надійного металургійного зв’язку робочого шару з основою та створення щільної структури без дефектів. Із застосуванням оптоволоконного лазерного випромінювача Maxphotonics 4‑го покоління (λ=1,06 мкм, потужність 500 та 1000 Вт, тривалість впливу 0,18 та 1,8 с) в інертному середовищі на поверхні сталевої підкладки синтезоване щільне бездефектне алмазовмісне покриття. Сформовано міцний металургійний зв’язок на межі бронза/сталь завдяки атомній дифузії Cu та Fe, а також щільний контакт з алмазами. Проаналізовано морфологію, хімічний склад, геометрію та мікротвердість наплавочного валика на межі алмаз/зв’язка. Визначено фазовий склад і перерозподіл елементів у матричній області залежно від густини потужності лазерного опромінення. Міцність з’єднання пояснюється поєднанням атомної дифузії Cu і Fe, утворенням інтерметалідних фаз та збільшенням площі контакту з алмазами внаслідок мікроструктурної перебудови при локальному нагріванні. Особливістю отриманих результатів є формування бездефектної щільної структури з високою адгезією, що відрізняє досліджувану технологію від традиційного порошкового пресування та спікання. Це дозволяє уникнути відшарувань і знизити ризик руйнування інструменту при навантаженні. Отримані результати можуть бути використані у виробництві алмазного абразивного інструменту для обробки твердих матеріалів.
dc.description.abstractotherThe selection of a binder material for the working layer with diamond grains is of critical importance in the production of diamond-containing abrasive tools. The object of the study is the process of forming diamond-reinforced coatings on cast steel 40L using a powder bronze binder of CuSn10 (BrO10) composition as a matrix material. The possibility of applying a CuSn10 (BrO10) binder for thermomechanical laser sintering of diamond-containing coatings on 40L steel is considered, with the aim of ensuring a reliable metallurgical bond between the working layer and the substrate and obtaining a dense, defect-free structure. Using a fourth-generation Maxphotonics fibre laser (λ = 1.06 µm, power 500‑1000 W, exposure time 0.18‑1.8 s) under an inert atmosphere, a dense defect-free diamond-containing coating was synthesised on the steel substrate. A strong metallurgical bond was formed at the bronze/steel interface due to atomic diffusion of Cu and Fe, as well as a dense contact with the diamond particles. The morphology, chemical composition, geometry and microhardness of the deposited bead at the diamond/binder interface were analysed. The phase composition and element redistribution in the matrix region were determined as a function of laser power density. The bonding strength is explained by the combined effect of Cu‑Fe atomic diffusion, the formation of intermetallic phases at the interface, and an increase in the real contact area with diamonds as a result of microstructural rearrangement under local heating. A distinctive feature of the obtained results is the formation of a dense defect-free structure with high adhesion, which differentiates laser sintering from conventional powder pressing and sintering. This minimises the risk of delamination and enhances tool reliability under load. The findings can be applied to the manufacture of diamond abrasive tools intended for machining hard materials.
dc.format.pagerangeP. 505–514
dc.identifier.citationЛазерне формування алмазовмісних покриттів зв’язками на основі міді / О. О. Гончарук, Л. Ф. Головко , С. М. Волошко, О. О. Данилейко, О. А. Капустинський // Mechanics and Advanced Technologies. – 2025. – Vol. 9, No. 4(107). – P. 505–514. – Bibliogr.: 505–514 ref.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2025.9.4(107).338248
dc.identifier.orcid0000-0003-0575-6571
dc.identifier.orcid0000-0001-7803-0312
dc.identifier.orcid0000-0003-3170-8362
dc.identifier.orcid0000-0002-8501-0421
dc.identifier.orcid0000-0001-9321-6449
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78914
dc.language.isouk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofMechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 4(107)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectлазерне опромінення
dc.subjectспікання
dc.subjectалмаз
dc.subjectсталь
dc.subjectбронза
dc.subjectlaser irradiation
dc.subjectsintering
dc.subjectdiamond
dc.subjectsteel
dc.subjectbronze
dc.subject.udc621.762.4
dc.titleЛазерне формування алмазовмісних покриттів зв’язками на основі міді
dc.title.alternativeLaser-Assisted Synthesis of Diamond-Reinforced Coatings on Cast Steel with CuSn10 (Bro10) Binder
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
505–514.pdf
Розмір:
1.79 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 4(107)