Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású acél az alacsony gyártási költségek miatt a védelmi iparban, az űrhajózásban és a mindennapi életben pótolhatatlan szerepet játszik, de alacsony keménysége és kopásállósága, könnyen elkészíthető mechanikai berendezések kopása, meghibásodása vagy sérülése, ami súlyos gazdasági veszteségeket okoz, durva becslések szerint A világ minden évben az anyagveszteség mintegy 40%-a által okozott kopás miatt. A kopás következtében a mechanikai berendezések, alkatrészek és mérnöki szerkezeti részek meghibásodnak és akár 80%-ig selejteznek. Az anyagok kopásának csökkentése került a kutatók fókuszába.
Nagy termelékenységgel és alacsony szennyezéssel rendelkező "zöld" újragyártási technológiaként a lézeres burkolat nagy teljesítményű bevonatot tud előállítani egy olcsó és alacsony teljesítményű mátrixanyag felületén, csökkenti az erőforrás-pazarlást és csökkenti a gyártási költségeket. Mivel a lézeres burkolat interatomikus kötéssel rendelkezik, nagyobb kötési ereje van, mint más felületkezelési módszereknek, így a mátrix felülete jobban ellenáll a súrlódásnak és a kopásnak, a korróziónak, a kavitációs korróziónak, a magas hőmérsékletű oxidációnak és így tovább. Ezért a lézeres burkolati technológia egyre kiterjedtebb kutatásokkal és alkalmazásokkal rendelkezik a nagy teljesítményű bevonatok előkészítésében, a nem hatékony alkatrészek újragyártásában és egyéb szempontokban, és a piaci kilátások meglehetősen jelentősek.
A lézeres burkolás folyamatának paraméterei
A lézeres burkolat számos tudományágat foglal magában, mint például az anyagok, a fizika, a kémia és a kohászat, és a folyamat meglehetősen összetett. A lézerrendszer, a mátrix anyagok és a burkolóanyagok meghatározott tulajdonságain túl a lézeres burkoló eljárás műszaki paraméterei, a burkolóanyag betáplálási módja és a lézersugár pásztázási módja nagymértékben befolyásolják a makroszkopikus minőséget. , lézeres burkolóréteg mikroszerkezete és használhatósága. A folyamatparaméterek megválasztása fontos hatással van a burkolóréteg makroszkopikus minőségére, mikroszerkezetére és tulajdonságaira. A lézeres burkolat folyamatparaméterei elsősorban a lézerteljesítményt, a foltméretet, a szkennelési sebességet, a kötési sebességet és a por adagolási sebességét vagy az előre bevont por vastagságát tartalmazzák. A burkolási folyamat során a folyamat paraméterei a burkolóötvözet por összetételének és a szükséges teljesítménynek megfelelően állíthatók. Az adott burkolati feltételeknek megfelelően a műszaki paraméterek optimalizálása fontos garancia a jó minőségű burkolati rétegek elkészítéséhez.
A lézeres burkoló eljárás legjobb paramétereit a burkolóréteg szélességének, magasságának és mélységének felhasználásával kaptuk. Azt is kiemelik, hogy a pásztázási sebesség a legfontosabb tényező, ezt követi a lézerteljesítmény, és a defókusz a legkevésbé fontos tényező. Különböző burkolóanyagok és hordozók esetében kritikus fajlagos energiaérték van a lézeres burkolat jó alakításához. Ha a burkolási folyamatban felhasznált fajlagos energia nagyobb, mint a kritikus fajlagos energia, akkor a jó metallurgiai kötődésű burkolóréteg készíthető. Ugyanazon burkolóanyag és mátrix esetében, ha a fajlagos energia hasonló, általában alacsony teljesítményt és kis pásztázási sebességet használnak. Ennek a folyamatnak a fűtési sebessége lassú, a melegítési idő hosszabb, a burkolatréteg és a mátrix fém közötti hőmérséklet-különbség kicsi, a hőfeszültség kicsi, a repedési hajlam kicsi.
Burkolóanyag
A lézeres burkolat elsősorban a hordozóanyag felületének fizikai és kémiai tulajdonságainak javításával javítja a teljesítményt. Az összetétel határozza meg a teljesítményt, a burkolóréteg összetételét pedig elsősorban az alkalmazott burkolóanyag típusa határozza meg. A burkolóanyag kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja a burkolóréteg teljesítményét. Jelenleg a fő használt burkolóporok az önolvadó ötvözetpor, a kerámiapor és az arany alapú kompozit anyagok.
1. Önfolyósító ötvözött por
Az önfolyó ötvözetpor a vas-, kobalt- és nikkelalapú ötvözetekben B és Si elemek hozzáadásával készült por. A B és a Si az öndezoxidáció és salakképződés funkcióit tölti be a lézeres burkoló folyamatban. A kis fajsúlyú salak beborítja a burkolóréteg felületét, hogy megvédje az olvadékmedencét és megakadályozza az olvadt medence túlzott oxidációját. Ez a fajta anyag jól alkalmazkodik a közönséges szénacélhoz, az előkészített bevonat felülete sima, kevesebb a hibája, kiváló kombinációt alkothat a mátrixszal. Jelenleg az általánosan használt önolvadó ötvözetporok főként háromféle port tartalmaznak: Ni-alapú önolvadó ötvözet, Co-alapú önolvadó ötvözet és Fe-alapú önolvadó ötvözet. A ko-alapú, Ni-alapú önfolyó ötvözet por és mátrix anyagok jó nedvesíthetőségűek, erős korrózióállósággal rendelkeznek, magas hőmérsékleti körülmények között bizonyos önkenő hatást fejtenek ki, mivel a költségek viszonylag magasak, általában repülőgép- és kőolaj- és más ipari területeken használják. megkövetelik a precíziós alkatrészek fáradtságállóságát, korrózióállóságát, kopásállóságát és magas hőmérséklettel szembeni ellenállását; A Fe-alapú önfolyósító ötvözetpor bizonyos kopásállósággal és alacsony árral rendelkezik, de az ötvözetbevonat hajlamos repedésre, oxidációra és porozitási hibákra a lézeres burkolati folyamat során, amelyet széles körben használnak a munkadarabban bizonyos kopásállósági követelmények mellett, és az mátrixanyaga többnyire öntöttvas és alacsony széntartalmú acél.
2. Kerámia por
A porkerámia anyagokat tekintik a legjobb választásnak speciális teljesítménybevonatok készítéséhez, nagy keménységük és szilárdságuk, kiváló kopásállóságuk, korrózióállóságuk és magas hőmérsékleti stabilitásuk miatt. A kerámia anyagok azonban nagyon alacsony szívóssággal, nagyobb törékenységgel és nagyobb hőtágulási együtthatóval rendelkeznek, és a bevonat könnyen megrepedhet. A probléma megoldása érdekében egyes kutatók egy közbenső átmeneti réteg hozzáadásával, vagy akár nagy tágulási sorszámú TiO2 és CaO oxidok kerámiaanyagba való hozzáadásával csökkentik a bevonat repedési hajlamát, de a kutatási eredmények még mindig nem kielégítőek és további kutatást igényelnek. .
3. Kompozit por
A kompozit port úgy fejlesztették ki, hogy leküzdje azokat a súlyos repedéseket, amelyek a kerámia bevonat és az aljzat között előfordulhatnak saját tulajdonságaik különbségei miatt. Ez egy új burkolóanyag-rendszerre utal, amelyet úgy alakítanak ki, hogy a fém- vagy ötvözetporhoz különféle, nagy keménységű kemény anyagokat adnak, és egyenletesen keverik össze. A kemény anyagot erősítő fázisként használják a lézeres burkolórétegben, és a fém- vagy ötvözetpor elsősorban kötőfázisként és átmeneti rétegként működik, amely elősegítheti a jó átmenetet a kemény anyag és a fémmátrix között, így a A burkolóréteg jól formált és nagy keménységű. A kemény anyagok főként magas olvadáspontú és nagy keménységű kerámiákból állnak. A fémötvözet por főleg Fe bázis, Ni bázis és Co alapú háromféle önfolyó ötvözetpor. A kemény anyagok hozzáadásának módja: először a kemény anyag port közvetlenül a fémötvözet porhoz adjuk, és egyenletesen összekeverjük; A másik kemény anyagokkal bevont ötvözet por alakú. A tényleges alkalmazási feltételeknek megfelelően a megfelelő kemény erősítéssel összeillesztett fémalapötvözet por egyenletesen összekeverhető a szükséges kompozit por előállításához. A kerámiával megerősített fémmátrix kompozit bevonatot a kiválasztott mátrixanyagon lézeres burkoló technológiával készítik, amely nemcsak a burkolóréteget teszi nagy szilárdságúvá és szívóssá, hanem teljes mértékben kihasználja a keményedő fázist is a mátrix fém teljesítményének javítása érdekében. anyag, amely forró kutatási témává vált.
A Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. egy csúcstechnológiás vállalkozás, amely automata lézeres burkológépek, nagy sebességű lézeres burkológépek, lézeres kioltógépek, lézerhegesztőgépek és lézeres 3D nyomtató berendezések K+F-re, gyártására és értékesítésére szakosodott. Termékeink költséghatékonyak, és belföldön és külföldön is értékesíthetők. Ha érdeklik termékeink, kérjük, lépjen velünk kapcsolatba a következő címen: bob@gshenglaser.com.