Lavt kulstofstål på grund af lave produktionsomkostninger, i forsvarsindustrien, rumfart og dagligdagen spiller en uerstattelig rolle, men dets lave hårdhed og slidstyrke, let at lave mekanisk udstyr slidfejl eller beskadigelse, hvilket resulterer i alvorlige økonomiske tab, grove skøn, verden hvert år på grund af slid forårsaget af omkring 40 % af materialetabet. På grund af slid svigter mekanisk udstyr, komponenter og tekniske konstruktionsdele og skroter op til omkring 80 %. Hvordan man reducerer slid på materialer er blevet forskernes fokus.
Som en "grøn" genfremstillingsteknologi med høj produktivitet og lav forurening kan laserbeklædning producere en belægning med høj ydeevne på overfladen af et billigt og lavtydende matrixmateriale, reducere ressourcespild og reducere produktionsomkostninger. Fordi laserbeklædning har interatomisk binding, har den højere bindingskraft end andre overfladebehandlingsmetoder, så overfladen af matrixen har bedre modstandsdygtighed over for friktion og slid, korrosionsbestandighed, kavitationskorrosionsbestandighed, højtemperaturoxidationsmodstand og så videre. Derfor har laserbeklædningsteknologien mere og mere omfattende forskning og anvendelse i højtydende belægningsforberedelse, genfremstilling af ineffektive dele og andre aspekter, og markedsudsigten er ret betydelig.
Laserbeklædningsprocesparametre
Laserbeklædning involverer mange discipliner såsom materialer, fysik, kemi og metallurgi, og processen er ret kompleks. Ud over egenskaberne af lasersystemet, matrixmaterialer og beklædningsmaterialer, der er blevet bestemt, vil de tekniske parametre for laserbeklædningsprocessen, tilførselstilstanden for beklædningsmateriale og scanningstilstanden for laserstrålen have en vigtig indflydelse på den makroskopiske kvalitet , mikrostruktur og brugbarhed af laserbeklædningslag. Valget af procesparametre har en vigtig effekt på beklædningslagets makroskopiske kvalitet, mikrostruktur og egenskaber. Procesparametrene for laserbeklædning omfatter hovedsageligt lasereffekt, pletstørrelse, scanningshastighed, bindingshastighed og pulverfremføringshastighed eller tykkelse af præ-coated pulver. Under beklædningsprocessen kan procesparametrene justeres i henhold til sammensætningen af beklædningslegeringspulveret og den krævede ydeevne. I henhold til de specifikke beklædningsforhold er optimering af tekniske parametre en vigtig garanti for klargøring af højkvalitets beklædningslag.
De bedste parametre for laserbeklædningsprocessen blev opnået ved at bruge beklædningslagets bredde, højde og dybde. Det påpeges også, at scanningshastigheden er den vigtigste faktor, efterfulgt af lasereffekten, og defokuseringen er den mindst vigtige faktor. For forskellige beklædningsmaterialer og underlag er der en kritisk specifik energiværdi for at opnå en god udformning af laserbeklædning. Når den specifikke energi, der anvendes i beklædningsprocessen, er større end den kritiske specifikke energi, kan beklædningslaget med god metallurgisk binding fremstilles. For det samme beklædningsmateriale og matrix, når den specifikke energi er ens, anvendes generelt lav effekt og lav scanningshastighed. Opvarmningshastigheden af denne proces er langsom, opvarmningstiden er længere, temperaturforskellen mellem beklædningslaget og matrixmetallet er lille, den termiske spænding er lille, og revne-tendensen er lille.
Beklædningsmateriale
Laserbeklædning forbedrer hovedsageligt ydeevnen ved at forbedre de fysiske og kemiske egenskaber af substratmaterialets overflade. Sammensætningen bestemmer ydeevnen, og beklædningslagets sammensætning bestemmes hovedsageligt af den anvendte type beklædningsmateriale. Beklædningsmateriale er en nøglefaktor, der påvirker ydeevnen af beklædningslaget. På nuværende tidspunkt er de vigtigste beklædningspulvere, der anvendes, selvsmelteligt legeringspulver, keramisk pulver og guldbaserede kompositmaterialer.
1. Selvfluxende legeret pulver
Selvfluxende legeringspulver refererer til pulveret af tilsætning af B- og Si-elementer i jern-, kobolt- og nikkelbaserede legeringer. B og Si spiller selv-deoxidation og slaggedannelse i laserbeklædningsprocessen. Slaggen med lille vægtfylde dækker overfladen af beklædningslaget for at beskytte den smeltede pool og forhindre overdreven oxidation af den smeltede pool. Denne type materiale har en god tilpasningsevne til almindeligt kulstofstål, den forberedte belægningsoverflade er glat, færre fejl og kan danne en fremragende kombination med matrixen. På nuværende tidspunkt omfatter de almindeligt anvendte selvsmeltelige legeringspulvere hovedsageligt tre slags pulvere: Ni-baseret selvsmeltelig legering, Co-baseret selvsmeltelig legering og Fe-baseret selvsmeltelig legering. Co-baserede, Ni-baserede selvfluxende legeringspulver og matrixmaterialer har god befugtningsevne, stærk korrosionsbestandighed, har en vis selvsmørende effekt under høje temperaturforhold, fordi omkostningerne er relativt høje, generelt brugt i rumfart og olie og andre industrielle områder kræver træthedsbestandighed, korrosionsbestandighed, slidstyrke og højtemperaturbestandighed af præcisionsdele; Fe-baseret selvflux-legeringspulver har en vis slidstyrke og lav pris, men legeringsbelægningen er tilbøjelig til revne-, oxidations- og porøsitetsfejl i laserbeklædningsprocessen, som er meget udbredt i emnet med visse krav til slidstyrke, og matrixmateriale er for det meste støbejern og stål med lavt kulstofindhold.
2. Keramisk pulver
Keramiske pulvermaterialer betragtes som det bedste valg til fremstilling af specielle ydeevnebelægninger på grund af deres høje hårdhed og styrke, fremragende slidstyrke, korrosionsbestandighed og højtemperaturstabilitet. Keramiske materialer har dog meget lav sejhed, større skørhed og større termisk udvidelseskoefficient, og belægningen er let at knække. For at løse dette problem reducerer nogle forskere belægningens revne-tendens ved at tilføje et mellemliggende overgangslag eller endda tilføje TiO2- og CaO-oxider med højt ekspansionsserienummer til det keramiske materiale, men forskningsresultaterne er stadig utilfredsstillende og kræver yderligere forskning .
3. Kompositpulver
Kompositpulveret er udviklet til at overvinde de alvorlige revner, der kan opstå mellem den keramiske belægning og underlaget på grund af deres egne egenskabsforskelle. Det refererer til et nyt beklædningsmaterialesystem dannet ved at tilføje en række hårde materialer med høj hårdhed til metallet eller legeringspulveret og blande jævnt. Det hårde materiale bruges som forstærkningsfase i laserbeklædningslaget, og metallet eller legeringspulveret fungerer hovedsageligt som bindingsfasen og overgangslaget, hvilket kan fremme den gode overgang mellem det hårde materiale og metalmatricen, således at beklædningslaget er velformet og har en høj hårdhed. Hårde materialer er hovedsageligt sammensat af keramiske materialer med højt smeltepunkt og høj hårdhed. Metallegeringspulver er hovedsageligt Fe-base, Ni-base og Co-base tre slags selvfluxende legeringspulver. Metoden til at tilføje hårde materialer: for det første tilsættes det hårde materialepulver direkte til metallegeringspulveret og blandes jævnt; Den anden er i form af legering pulverlakeret med hårde materialer. I henhold til de faktiske anvendelsesbetingelser kan metalbaserede legeringspulver matchet med den tilsvarende hårde forstærkning blandes ensartet for at danne det nødvendige kompositpulver. Den keramisk forstærkede metalmatrix-kompositbelægning er forberedt på det valgte matrixmateriale ved hjælp af laserbeklædningsteknologi, som ikke kun gør beklædningslaget har høj styrke og sejhed, men også udnytter den hårde hærdningsfase fuldt ud for at forbedre ydeevnen af matrixmetallet materiale, som er blevet et varmt forskningsemne.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. er en højteknologisk virksomhed med speciale i F&U, fremstilling og salg af automatisk laserbeklædningsmaskine, højhastigheds laserbeklædningsmaskine, laserslukningsmaskine, lasersvejsemaskine og laser 3D-printudstyr. Vores produkter er omkostningseffektive og sælges i ind- og udland. Hvis du er interesseret i vores produkter, bedes du kontakte os på bob@gshenglaser.com.