Ученые Тольяттинского государственного университета (ТГУ) придумали, как превратить мягкий алюминий в материал, близкий по характеристикам к конструкционной стали. С помощью никеля и лазерной обработки они повысили твердость и увеличили срок службы алюминиевой детали, которая работает в условиях трения. Эта технология может быть востребована в автомобильной промышленности, авиа- и судостроении — там, где эти сплавы ценят за легкость, но сталкиваются с их быстрым износом.
Сегодня изделия из алюминия и его сплавов используют практически во всех отраслях народного хозяйства, в том числе в строительстве, энергетике, авиакосмической отрасли, судостроении и медицине. Они легкие, прочные, устойчивые к коррозии, хорошо проводят тепло и электричество, легко поддаются обработке. Минусы — низкая твердость и износостойкость.
Иногда для защиты алюминиевых деталей на них наносят специальное покрытие. Инженеры ТГУ предложили другой оригинальный способ — химическое никелирование поверхности с последующей лазерной обработкой. В итоге на алюминии сформировался новый слой из соединений алюминия и никеля. Твердость этого слоя в шесть раз выше, чем у исходного материала, а износостойкость позволяет детали служить втрое дольше.
Это подтвердилось в ходе экспериментов, когда ученые наносили никелевое покрытие на алюминиевые пластины и воздействовали на них лазером. Они меняли режимы излучения, чтобы подобрать подходящие условия и получить соединения с наилучшими свойствами. Выяснилось, что при увеличении концентрации никеля твердость покрытия возрастает. При этом поверхность после обработки получается настолько гладкой, что дополнительная шлифовка часто не требуется.
«С помощью нашей технологии можно повышать свойства не всей детали, а только тех ее участков, которые подвергаются трению. К тому же, метод не требует сложного и дорогого оборудования. Химическое никелирование — давно отработанный процесс, а лазерные установки сегодня есть на многих производствах. Можно взять то, что уже есть, и с помощью установленных режимов обработки получать детали, которые служат дольше. Таким образом, экономятся материалы, снижаются себестоимость производства и нагрузка на ремонтные службы», — пояснил один из авторов исследования, доцент кафедры «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы» ТГУ Александр Бочкарев.
Результаты исследования опубликованы в журнале «Сварка и диагностика» № 3 за 2026 год.
Эксперименты будут продолжаться. В ближайшее время ученые хотят оптимизировать режимы обработки и применить этот метод на более широком спектре алюминиевых сплавов. Также они намерены изучить поведение полученного покрытия в агрессивных средах, например, в морской воде.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
