Lavt karbonstål på grunn av lave produksjonskostnader, i forsvarsindustrien, romfart og dagliglivet spiller en uerstattelig rolle, men dens lave hardhet og slitestyrke, lett å gjøre mekanisk utstyr slitasjefeil eller skade, noe som resulterer i alvorlige økonomiske tap, grove estimater, verden hvert år på grunn av slitasje forårsaket av omtrent 40 % av materialtapet. På grunn av slitasje svikter mekanisk utstyr, komponenter og tekniske konstruksjonsdeler og skroter opp til omtrent 80 %. Hvordan redusere slitasjen på materialer har blitt fokus for forskerne.
Som en "grønn" reproduksjonsteknologi med høy produktivitet og lav forurensning, kan laserkledning produsere et belegg med høy ytelse på overflaten av et billig og lavytelses matrisemateriale, redusere ressurssløsing og redusere produksjonskostnadene. Fordi laserkledning har interatomisk binding, har den høyere bindingskraft enn andre overflatebehandlingsmetoder, slik at overflaten av matrisen har bedre motstand mot friksjon og slitasje, korrosjonsmotstand, kavitasjonskorrosjonsmotstand, høytemperaturoksidasjonsmotstand og så videre. Derfor har laserbekledningsteknologi mer og mer omfattende forskning og anvendelse innen høyytelsesbeleggforberedelse, reproduksjon av ineffektive deler og andre aspekter, og markedsutsiktene er ganske betydelige.
Laser kledning prosess parametere
Laserkledning involverer mange disipliner som materialer, fysikk, kjemi og metallurgi, og prosessen er ganske kompleks. I tillegg til egenskapene til lasersystemet, matrisematerialer og kledningsmaterialer som er bestemt, vil de tekniske parametrene for laserkledningsprosessen, matemodusen til kledningsmaterialet og skannemodusen til laserstrålen ha en viktig innflytelse på den makroskopiske kvaliteten , mikrostruktur og brukbarhet av laserkledningslag. Valg av prosessparametere har en viktig effekt på den makroskopiske kvaliteten, mikrostrukturen og egenskapene til kledningslaget. Prosessparametrene for laserkledning inkluderer hovedsakelig laserkraft, punktstørrelse, skannehastighet, bindingshastighet og pulvermatingshastighet eller tykkelse på forhåndsbelagt pulver. Under kledningsprosessen kan prosessparametrene justeres i henhold til sammensetningen av kledningslegeringspulveret og den nødvendige ytelsen. I henhold til de spesifikke kledningsforholdene er optimalisering av tekniske parametere en viktig garanti for utarbeidelse av kledningslag av høy kvalitet.
De beste parametrene for laserkledningsprosessen ble oppnådd ved å bruke bredden, høyden og dybden på kledningslaget. Det påpekes også at skannehastigheten er den viktigste faktoren, etterfulgt av laserkraften, og defokuseringen er den minst viktige faktoren. For ulike kledningsmaterialer og underlag er det en kritisk spesifikk energiverdi for å oppnå god forming av laserkledning. Når den spesifikke energien som brukes i kledningsprosessen er større enn den kritiske spesifikke energien, kan kledningslaget med god metallurgisk binding prepareres. For det samme kledningsmaterialet og matrisen, når den spesifikke energien er lik, brukes generelt lav effekt og liten skannehastighet. Oppvarmingshastigheten til denne prosessen er langsom, oppvarmingstiden er lengre, temperaturforskjellen mellom kledningssjiktet og matrisemetallet er liten, den termiske spenningen er liten, og sprekketendensen er liten.
Kledningsmateriale
Laserkledning forbedrer hovedsakelig ytelsen ved å forbedre de fysiske og kjemiske egenskapene til substratmaterialets overflate. Sammensetningen bestemmer ytelsen, og sammensetningen av kledningslaget bestemmes hovedsakelig av typen kledningsmateriale som brukes. Kledningsmateriale er en nøkkelfaktor som påvirker ytelsen til kledningslaget. For tiden er de viktigste kledningspulverene som brukes selvsmeltbart legeringspulver, keramisk pulver og gullbaserte komposittmaterialer.
1. Selvflytende legert pulver
Selvflytende legeringspulver refererer til pulveret av tilsetning av B- og Si-elementer i jern-, kobolt- og nikkelbaserte legeringer. B og Si spiller funksjonene til selvdeoksidasjon og slaggdannelse i laserkledningsprosessen. Slaggen med liten egenvekt dekker overflaten av kledningslaget for å beskytte smeltebassenget og forhindre overdreven oksidasjon av smeltebassenget. Denne typen materiale har god tilpasningsevne til vanlig karbonstål, den forberedte beleggoverflaten er glatt, færre defekter, og kan danne en utmerket kombinasjon med matrisen. For tiden inkluderer de ofte brukte selvsmeltbare legeringspulverene hovedsakelig tre typer pulver: Ni-basert selvsmeltbar legering, Co-basert selvsmeltbar legering og Fe-basert selvsmeltbar legering. Co-basert, Ni-basert selvflytende legeringspulver og matrisematerialer har god fuktbarhet, sterk korrosjonsbestandighet, har en viss selvsmørende effekt under høye temperaturforhold, fordi kostnadene er relativt høye, vanligvis brukt i romfart og petroleum og andre industrielle felt krever tretthetsmotstand, korrosjonsmotstand, slitestyrke og høytemperaturmotstand for presisjonsdeler; Fe-basert selvflytbart legeringspulver har en viss slitestyrke og lav pris, men legeringsbelegget er utsatt for sprekker, oksidasjons- og porøsitetsdefekter i laserbekledningsprosessen, som er mye brukt i arbeidsstykket med visse krav til slitestyrke, og matrisemateriale er for det meste støpejern og lavkarbonstål.
2. Keramisk pulver
Keramiske pulvermaterialer anses som det beste valget for å lage spesielle ytelsesbelegg på grunn av deres høye hardhet og styrke, utmerket slitestyrke, korrosjonsbestandighet og høytemperaturstabilitet. Imidlertid har keramiske materialer svært lav seighet, større sprøhet og større termisk ekspansjonskoeffisient, og belegget er lett å knekke. For å løse dette problemet, reduserer noen forskere sprekkdannelsestendensen til belegget ved å legge til et mellomliggende overgangslag eller til og med tilsette TiO2- og CaO-oksider med høyt ekspansjonsserienummer til det keramiske materialet, men forskningsresultatene er fortsatt utilfredsstillende og trenger ytterligere forskning .
3. Komposittpulver
Komposittpulveret er utviklet for å overvinne den alvorlige sprekken som kan oppstå mellom det keramiske belegget og underlaget på grunn av deres egne egenskapsforskjeller. Det refererer til et nytt kledningsmaterialsystem dannet ved å tilsette en rekke harde materialer med høy hardhet til metall- eller legeringspulveret og blande jevnt. Det harde materialet brukes som forsterkningsfasen i laserkledningslaget, og metall- eller legeringspulveret fungerer hovedsakelig som bindefasen og overgangslaget, som kan fremme den gode overgangen mellom det harde materialet og metallmatrisen, slik at kledningslaget er godt utformet og har høy hardhet. Harde materialer er hovedsakelig sammensatt av keramiske materialer med høyt smeltepunkt og høy hardhet. Metalllegeringspulver er hovedsakelig Fe-base, Ni-base og Co-base tre typer selvflytende legeringspulver. Metoden for å legge til harde materialer: først tilsettes hardmaterialpulveret direkte til metallegeringspulveret og blandes jevnt; Den andre er i form av legering pulverlakkert med harde materialer. I henhold til de faktiske bruksforholdene, kan metallbaselegeringspulveret matchet med den tilsvarende harde armeringen blandes jevnt for å danne det nødvendige komposittpulveret. Det keramiske forsterkede metallmatrise-komposittbelegget er forberedt på det valgte matrisematerialet ved hjelp av laserkledningsteknologi, som ikke bare gjør at kledningslaget har høy styrke og seighet, men også utnytter den harde herdefasen for å forbedre ytelsen til matrisemetallet. materiale, som har blitt et hett forskningstema.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. er et høyteknologisk foretak som spesialiserer seg på FoU, produksjon og salg av automatisk laserkledningsmaskin, høyhastighets laserkledningsmaskin, laserslukningsmaskin, lasersveisemaskin og laser 3D-utskriftsutstyr. Våre produkter er kostnadseffektive og selges innenlands og utenlands. Hvis du er interessert i produktene våre, kan du kontakte oss på bob@gshenglaser.com.