آلياژسازي سطحي آلومينيم 6061 با لايه پيش نشست كروم به كمك ليزر Nd:YAG پالسي

Liquid phase surface engineering of aluminum (AA6061) with Cr predeposited layer by pulsed Nd-YAG laser

در اين تحقيق امكان ايجاد لايه هاي سطحي نازك حاوي تركيبات بين فلزي پايه كروم روي آلياژ آلومينيم 6061 با استفاده از آلياژسازي سطحي توسط ليزر مورد بررسي قرار گرفت. ابتدا پوشش كروم به همراه لايه هاي اوليه مس و نيكل در جمع به ضخامت 15 ميكرومتر از طريق آبكاري الكتريكي روي زيرلايه آلومينيم 6061 پيش نشست شد و سپس تحت عمليات آلياژسازي سطحي توسط ليزر Nd:YAG پالسي با توان ها و سرعت هاي روبش مختلف قرار گرفت. نتايج حاصل از بررسي نمونه ها با استفاده از ميكروسكوپ نوري، الكتروني روبشي و پراش سنجي پرتو ايكس (XRD) نشان داد كه اضافه كردن عناصر نيكل و كروم براي كاهش حساسيت به ترك خوردگي و بهبود سختي لايه آلياژ شده روي سطح آلومينيم مناسب است و منجر به تشكيل تركيبات بين فلزي Al11Cr2 ،Al2Cu، Al3Ni2 مي شود و همچنين آزمون ميكروسختي روي مقاطع عرضي نمونه ها انجام گرفت كه افزايش سختي حدود 6 برابر زيرلايه اوليه را در نمونه هاي آلياژسازي شده نشان داد.

In this study the feasibility of obtaining thin surface layer of chromium based intermetallic compounds on Al–6061 substrate was studied by using laser surface alloying (LSA). The initial layers of copper, nickel and chromium with a total thickness of 15 micrometers was electroplated on Al substrates and subsequently laser alloyed by using pulsed Nd:YAG at various output power and scanning rates with argon gas shielding. Analyses of samples using optical and scanning electron microscopy and X-ray diffraction (XRD) showed that adding nickel and chromium are suitable to reduce susceptibility of cracking and improving surface hardness of alloyed layer on aluminum due to the formation of intermetallic compounds such as Al11Cr2, Al2Cu, Al3Ni2. Microhardness test was performed on cross-sections of specimens and it showed a significant increase (6 times) in hardness of alloyed-layer compared to the Al substrate.