Madala süsinikusisaldusega teras, mis on tingitud madalatest tootmiskuludest, mängib kaitsetööstuses, kosmosetööstuses ja igapäevaelus asendamatut rolli, kuid selle madal kõvadus ja kulumiskindlus, kergesti valmistatavad mehaanilised seadmed kuluvad rikke või kahjustuse tõttu, mille tulemuseks on tõsine majanduslik kahju, umbkaudsed hinnangud, maailmas igal aastal kulumise tõttu, mis on põhjustatud umbes 40% materjalikadu, Kulumise tõttu mehaanilised seadmed, komponendid ja tehnilised konstruktsiooniosad ebaõnnestuvad ja jäävad kuni umbes 80%. Teadlaste fookusesse on kerkinud, kuidas vähendada materjalide kulumist.
Kõrge tootlikkuse ja vähese saastusega "rohelise" ümbertöötlemistehnoloogiana võib laserkattega toota odava ja madala jõudlusega maatriksmaterjali pinnale suure jõudlusega katte, vähendada ressursside raiskamist ja tootmiskulusid. Kuna laserkattel on aatomitevaheline side, on sellel suurem sidumisjõud kui teistel pinnatöötlusmeetoditel, nii et maatriksi pinnal on parem hõõrdumis- ja kulumiskindlus, korrosioonikindlus, kavitatsiooni korrosioonikindlus, kõrge temperatuuri oksüdatsioonikindlus jne. Seetõttu on laserkattetehnoloogial üha laialdasemad uuringud ja rakendused suure jõudlusega pinnakatte ettevalmistamisel, ebaefektiivsete osade ümbertöötlemisel ja muudel aspektidel ning turuväljavaade on üsna arvestatav.
Laserkatte protsessi parameetrid
Laserkatted hõlmavad paljusid erialasid, nagu materjalid, füüsika, keemia ja metallurgia, ning protsess on üsna keeruline. Lisaks lasersüsteemi omadustele, maatriksmaterjalidele ja kattematerjalidele, mis on kindlaks määratud, mõjutavad makroskoopilist kvaliteeti oluliselt laserkatte protsessi tehnilised parameetrid, kattematerjali etteandmisrežiim ja laserkiire skaneerimisrežiim. , laserkattekihi mikrostruktuur ja hooldatavus. Protsessi parameetrite valikul on oluline mõju kattekihi makroskoopilisele kvaliteedile, mikrostruktuurile ja omadustele. Laserkatte protsessiparameetrid hõlmavad peamiselt laseri võimsust, täpi suurust, skaneerimiskiirust, sidumiskiirust ja pulbri etteande kiirust või eelnevalt kaetud pulbri paksust. Katteprotsessi käigus saab protsessi parameetreid reguleerida vastavalt kattesulami pulbri koostisele ja nõutavale jõudlusele. Vastavalt konkreetsetele voodritingimustele on tehniliste parameetrite optimeerimine oluliseks garantiiks kvaliteetsete voodrikihtide valmistamisel.
Laserkatte protsessi parimad parameetrid saadi kasutades kattekihi laiust, kõrgust ja sügavust. Samuti juhitakse tähelepanu sellele, et skaneerimise kiirus on kõige olulisem tegur, millele järgneb laseri võimsus ja defookus on kõige vähem oluline tegur. Erinevate kattematerjalide ja aluspindade puhul on laserkatte hea vormimise saavutamiseks kriitiline erienergia väärtus. Kui katteprotsessis kasutatav erienergia on suurem kui kriitiline erienergia, saab valmistada hea metallurgilise sidemega kattekihi. Sama kattematerjali ja maatriksi puhul, kui erienergia on sarnane, kasutatakse üldiselt väikest võimsust ja väikest skaneerimiskiirust. Selle protsessi kuumutamiskiirus on aeglane, kuumutamisaeg pikem, temperatuuride erinevus kattekihi ja maatriksmetalli vahel on väike, termiline pinge on väike ja pragunemissuundumus on väike.
Kattematerjal
Laservooderdus parandab peamiselt jõudlust, parandades substraadi materjali pinna füüsikalisi ja keemilisi omadusi. Koostis määrab jõudluse ja kattekihi koostise määrab peamiselt kasutatava kattematerjali tüüp. Kattematerjal on kattekihi toimivust mõjutav võtmetegur. Praegu on peamised kasutatavad kattepulbrid isesuluvad sulamipulber, keraamiline pulber ja kullapõhised komposiitmaterjalid.
1. Isevalguv legeeritud pulber
Isevoolnev sulamipulber viitab B- ja Si-elementide lisamise pulbrile raua-, koobalti- ja niklipõhistes sulamites. B ja Si täidavad laserkatteprotsessis enesedeoksüdatsiooni ja räbu tekitamise funktsioone. Väikese erikaaluga räbu katab kattekihi pinna, et kaitsta sulabasseini ja vältida sulabasseini liigset oksüdeerumist. Seda tüüpi materjal on hea kohanemisvõimega tavalise süsinikterasega, ettevalmistatud kattepind on sile, vähem defekte ja võib moodustada suurepärase kombinatsiooni maatriksiga. Praegu hõlmavad tavaliselt kasutatavad isesuluvad sulamipulbrid peamiselt kolme tüüpi pulbreid: Ni-põhine isesulav sulam, kaas-põhine isesuluv sulam ja Fe-põhine isesuluv sulam. Co-põhisel Ni-põhisel isevoolaval sulamipulbril ja maatriksmaterjalidel on hea märguvus, tugev korrosioonikindlus, kõrge temperatuuri tingimustes teatud isemääriv toime, kuna hind on suhteliselt kõrge, mida kasutatakse tavaliselt kosmose- ja naftatööstuses ning muudes tööstusvaldkondades. nõuavad täppisosade väsimuskindlust, korrosioonikindlust, kulumiskindlust ja vastupidavust kõrgele temperatuurile; Fe-põhisel isevoolaval sulamipulbril on teatav kulumiskindlus ja madal hind, kuid sulami kate on laserkatteprotsessis kalduv pragunemisele, oksüdatsioonile ja poorsusdefektidele, mida kasutatakse tooriku puhul laialdaselt teatud kulumiskindlusnõuetega, ja maatriksmaterjal on enamasti malm ja madala süsinikusisaldusega teras.
2. Keraamiline pulber
Keraamilisi pulbermaterjale peetakse parimaks valikuks spetsiaalsete kattekihtide valmistamiseks nende suure kõvaduse ja tugevuse, suurepärase kulumiskindluse, korrosioonikindluse ja kõrge temperatuuri stabiilsuse tõttu. Keraamilistel materjalidel on aga väga madal sitkus, suurem rabedus ja suurem soojuspaisumise koefitsient ning katet on kerge praguneda. Selle probleemi lahendamiseks vähendavad mõned teadlased kattekihi pragunemist, lisades keraamilisele materjalile vahepealse üleminekukihi või isegi suure paisumisjärjekorranumbriga TiO2 ja CaO oksiide, kuid uurimistulemused on endiselt ebarahuldavad ja vajavad täiendavat uurimist. .
3. Komposiitpulber
Komposiitpulber on välja töötatud selleks, et ületada tõsine pragunemine, mis võib tekkida keraamilise katte ja aluspinna vahel nende omaduste erinevuste tõttu. See viitab uuele kattematerjalide süsteemile, mis on moodustatud mitmesuguste suure kõvadusega kõvade materjalide lisamisel metalli- või sulamipulbrile ja segamisel ühtlaselt. Kõva materjali kasutatakse laserkattekihis tugevdava faasina ning metalli- või sulamipulber toimib peamiselt sidefaasi ja üleminekukihina, mis võib soodustada head üleminekut kõva materjali ja metallmaatriksi vahel, nii et kattekiht on hästi vormitud ja kõrge kõvadusega. Kõvad materjalid koosnevad peamiselt kõrge sulamistemperatuuri ja kõrge kõvadusega keraamilistest materjalidest. Metallisulamipulber koosneb peamiselt Fe-, Ni- ja Co-põhistest kolme tüüpi isevoolavast sulamipulbrist. Kõvade materjalide lisamise meetod: esiteks lisatakse kõva materjali pulber otse metallisulami pulbrile ja segatakse ühtlaseks; Teine on kõvade materjalidega kaetud pulbersulami kujul. Vastavalt tegelikele kasutustingimustele saab vastava kõva tugevdusega sobitatud metallipõhisulami pulbrit ühtlaselt segada, et moodustada vajalik komposiitpulber. Keraamiline tugevdatud metallmaatriks-komposiitkate valmistatakse valitud maatriksmaterjalile laserkattetehnoloogia abil, mis mitte ainult ei muuda kattekihti suure tugevuse ja sitkusega, vaid kasutab täielikult ära ka kõvastumisfaasi, et parandada maatriksmetalli jõudlust. materjal, millest on saanud kuum uurimisteema.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. on kõrgtehnoloogiline ettevõte, mis on spetsialiseerunud automaatsete laserkattemasinate, kiire laserkattemasina, laserkarastusmasina, laserkeevitusmasina ja laser-3D-printimise seadmete uurimis- ja arendustegevusele, tootmisele ja müügile. Meie tooted on kulutõhusad ja neid müüakse nii kodu- kui välismaal. Kui olete meie toodetest huvitatud, võtke meiega ühendust aadressil bob@gshenglaser.com.