Femtosecond laser processing of tungsten monocarbide alloy cutting tools

Loading...
Thumbnail Image

Date

2024-09

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

MDPC Publishing

Abstract

Nanostructured materials with extremely fine grain sizes are known to have unusually high strength and toughness, higher diffusivity, beneficial sintering properties, and other characteristics that enhance the performance and reliability of tungsten monocarbide alloy part designs. This article presents the mechanism of formation of nano and subnanolayers and the influence of nanostructure on grain growth within the nanometric range have been revealed. The possibility of processing an alloy of tungsten monocarbide with a femtosecond laser beam has been demonstrated in order to form a nanostructured layer with fairly small grain sizes (about 10 nm), which can radically improve the properties of this alloy and ensure high performance and efficiency of its operation.
Відомо, що наноструктуровані матеріали з надзвичайно дрібним розміром зерна мають надзвичайно високу міцність і в'язкість, вищий коефіцієнт дифузії, та інші характеристики, що підвищують продуктивність і надійність конструкцій деталей з монокарбіду вольфраму. Ця стаття розглядає механізм утворення нано- і субнаношарів і вплив наноструктуру на ріст зерна в нанометричному діапазоні. Продемонстровано можливість обробки сплаву монокарбіду вольфраму фемтосекундним лазером, щоб сформувати наноструктурований шар з досить малими розміри зерен (близько 10 нм), що дозволяє радикально поліпшити властивості цього сплаву і забезпечити високу продуктивність і ефективність його роботи.

Description

1. Сусліков Л. М., Дьордяй В. С. Фізика і технологія наноматеріалів : навч. посіб. Ужгород, 2023. 437 с. 2. Яблонь Л. С., Бойчук В. М. Фізичні основи нанотехнологій : курс лекцій. Івано-Франківськ, 2015. 144 с. 3. Wu J. B., Lin M. L., Cong X., Liu H. N., Tan P. H., Raman spectroscopy of graphene-based materials and its applications in related devices. Chem. Soc. Rev. 2018. №47(5). Р. 1822-1873. 4. Duraisamy N., Kandiah K., Ramasamy B. Basic techniques to investigate the nanostructured materials. Integrative Nanomedicine for New Therapies, Springer, Cham. 2020. P. 1-18. 5. Kostyuk G. Femtosecond laser treatment from "Volkar" to create nanostructured layer on it. Series : Techniques in a machine industry. Kharkov : NTU "KhPI", 2017. – No. 17 (1239)

Keywords

nanostructured materials, femtosecond laser, nanostructured layer, spot size, effectiveness of the cutting tool, наноструктурні матеріали, фемтосекундний лазер, наноструктурований шар, розмір плями, ефективність ріжучого інструменту

Citation

Bruiaka O. Femtosecond laser processing of tungsten monocarbide alloy cutting tools // Scientific research: modern challenges and future prospects. Proceedings of the 2nd International scientific and practical conference. MDPC Publishing. Munich, Germany. 2024. Pp. 21-27.