Использование лазерного упрочения дает следующие преимущества:

• локальное воздействие на материал;
• возможность обработки труднодоступных мест и поверхностей сложной формы;
• минимальный нагрев изделия;
• быстрое программное управление процессом;
• возможность упрочнения как с оплавлением, так и без оплавления поверхности;
• твердость и износостойкость металла в упрочненной зоне повышается в несколько раз.

Лазерная наплавка – процесс нанесения порошковых покрытий на поверхности трения. Может применяться для наплавки новых и восстанавливаемых деталей. Толщина наплавленного слоя чаще всего составляет 0,5…2,0 мм, но может достигать и десятков миллиметров. Твердость наплавленных слоев может изменяться в широких пределах от 25 до 75 HRC, в зависимости от состава порошкового материала и режимов облучения.

Преимущества лазерной наплавки:

• минимальные зоны термического влияния, которые не превышают нескольких десятков микрон
• минимальные объемы расплава и минимальные тепловложения в подвариваемый инструмент
• сокращение продольных и поперечных деформаций
• сохранение прецизионных размеров подвариваемого инструмента в поле допуска несколько микрон
• минимальный припуск на механическую обработку, который составляет 0,2…0,5 мм
• формирование чрезвычайно мелкодисперсной структуры, обладающей повышенной износостойкостью

В ИМАШ РАН разработаны лазерные системы:
– с подвижным порталом с размещенной на нем кареткой с оптической головкой и неподвижным столом;
– с неподвижным порталом, содержащим каретку с оптической головкой, имеющей привод вертикального перемещения и подвижным столом;
– с подвижной консолью с размещенной на ней оптической головкой и шпинделем вращения детали.

Лазерные технологии дают высокий экономический эффект во многих отраслях:

• энергомашиностроение (упрочнение турбинных лопаток);
• медицина (упрочнение режущих кромок инструмента);
• автомобилестроение (упрочнение штампов и пресс-форм);
• машиностроение (упрочнение валов двигателей)
• сельскохозяйственное машиностроение.

       Для рабочих органов сельскохозяйственных машин разработана технология лазерного упрочнения и наплавки дисков для борон Ø 510 мм из стали 65 Г. Ширина упрочненной зоны составляла 15…16 мм, наплавленной зоны – 16…18 мм.

       Величина линейного износа по высоте для опытных дисков, упрочненных лазерным лучом – 0,22 мм, с лазерной наплавкой – 0,36 мм, что в 3–5 раз ниже величины износа серийных дисков – 1,24 мм. Опытные вырезные диски, в сравнении с серийными, имеют меньший износ по массе на 31 %. Линейный износ опытных дисков по диаметру составил 3,52 мм, серийных – 4,49 мм. Меньший износ дисков с лазерным упрочнением, возможно, связан с применением нового кремнийорганического покрытия, которое используется для поглощения лазерного излучения и модифицирования оплавленного слоя на глубину 200…350 мкм. При воздействии лазерного излучения в жидкой фазе формируются нанокарбиды кремния.