Milyen lehetőségeket kínál a vaskohászat a lézerfelhasználás számára? Erre a kérdésre keresi a választ a Bay Zoltán Anyagtudományi és Technológiai Intézet egyik projektje. A kutatók a próbatestek megmunkálásával kezdték a munkát. A lézeres vágásról rövid időn belül kiderült, hogy számos alkalmazásban kiválthatja a hagyományos, szakításos vágási módszereket. A lézeres technológiának azonban vannak egyéb felhasználási lehetőségei is: a felületi hőkezeléses edzés például új tulajdonságú réteget eredményez az anyagban.
A vizsgálatok bebizonyították, hogy a lézer kiválóan alkalmas nagyméretű alkatrészek felületének megkeményítésére. A lézertechnológia ugyanis olyan hőhatásokat képes produkálni az anyagokon, amilyeneket eddig hagyományos módszerekkel nem lehetett elérni. A lézeresen edzett felületi kéreg attól lesz rendkívül kopásálló, mert a nyaláb által megolvasztott felületbe, az olvadékba valamilyen ötvözőanyag-részecskéket juttatnak. A látszólag egyszerű feladat mögött komoly kutatómunka rejlik: az acélolvadék tetején ugyanis általában nem tapad meg a kívánt anyag, vagy ha igen, akkor hajlamos beoldódni a folyékonnyá vált felületbe. Ez a keménység szempontjából kedvezőtlen folyamat. Ám ha a lézeres kezelés alatt a kemény részecskékkel egy időben megfelelő hordozóanyagot, például különleges minőségű, 20-40 mikron szemcseméretű acélport juttatnak a felületre, akkor a porkeverék pillanatok alatt megolvadva és ismét megszilárdulva olyan kérget eredményez, amelybe a keményítő szemcsék eredeti szerkezetük megőrzésével épülnek be.
Az összetett feladat – az ötvözőanyag felületre juttatása és a pontos megmunkálás – megvalósítása érdekében különleges lézeres megmunkáló fejet kellett létrehozni, ilyen típusú alkatrészek ugyanis kereskedelmi forgalomban nem kaphatók. Már a tervezés első fázisában különös figyelmet kellett fordítani a túlhevülés megakadályozására, amely a felületkezelés esetén különösen nagy intenzitású. A saját lézerfej elkészült, és bár már többször sikeresen vizsgázott, igazi próbája a tartós üzemeltetés lesz.
A miskolci kutatóintézet ilyen felületkezelést a Dunaferr acélművének egyik többtonnás fogaskerékén – egy öntőművi támhenger bordáin – hajtott végre, ahol az intézet szakértői az egymással érintkező és kopásnak leginkább kitett fogait keményítették meg. A korábban lézer helyett használt eljárásokkal (klasszikus hegesztés vagy lángedzés) három felületkezelési kísérletből átlagosan egyszer sikerült a kívánt minőséget előállítani, így a kérdéses termék ára a valós érték háromszorosa volt. A legújabb kutatásoknak köszönhetően a felületkezelés hatékonysága ma már 90 százalékos.