Oțel cu conținut scăzut de carbon din cauza costurilor scăzute de producție, în industria de apărare, aerospațială și viața de zi cu zi joacă un rol de neînlocuit, dar duritatea scăzută și rezistența la uzură, ușor de făcut echipamentele mecanice uzură defecțiuni sau deteriorare, ducând la pierderi economice grave, estimări brute, în lume în fiecare an din cauza uzurii cauzate de aproximativ 40% din pierderile de material, Din cauza uzurii, echipamentele mecanice, componentele și piesele structurale de inginerie se defectează și se deteriorează până la aproximativ 80%. Modul de reducere a uzurii materialelor a devenit punctul central al cercetătorilor.
Fiind o tehnologie de remanufacturare „verde”, cu productivitate ridicată și poluare scăzută, placarea cu laser poate produce o acoperire cu performanță ridicată pe suprafața unui material matricial ieftin și cu performanță scăzută, reduce risipa de resurse și poate reduce costul de producție. Deoarece placarea cu laser are legături interatomice, are o forță de lipire mai mare decât alte metode de tratare a suprafeței, astfel încât suprafața matricei are o rezistență mai bună la frecare și uzură, rezistență la coroziune, rezistență la coroziune prin cavitație, rezistență la oxidare la temperaturi ridicate și așa mai departe. Prin urmare, tehnologia de placare cu laser are cercetări și aplicații din ce în ce mai extinse în pregătirea acoperirii de înaltă performanță, remanufacturarea pieselor ineficiente și alte aspecte, iar perspectiva pieței este destul de considerabilă.
Parametrii procesului de placare cu laser
Placarea cu laser implică multe discipline precum materiale, fizică, chimie și metalurgie, iar procesul este destul de complex. Pe lângă proprietățile sistemului laser, materialele de matrice și materialele de placare care au fost determinate, Parametrii tehnici ai procesului de placare cu laser, modul de alimentare a materialului de placare și modul de scanare a fasciculului laser vor avea o influență importantă asupra calității macroscopice. , microstructura și funcționalitatea stratului de placare cu laser. Selectarea parametrilor procesului are un efect important asupra calității macroscopice, microstructurii și proprietăților stratului de placare. Parametrii procesului de placare cu laser includ în principal puterea laserului, dimensiunea spotului, viteza de scanare, rata de lipire și viteza de alimentare cu pulbere sau grosimea pulberii pre-acoperite. În timpul procesului de placare, parametrii procesului pot fi ajustați în funcție de compoziția pulberii de aliaj de placare și de performanța necesară. În funcție de condițiile specifice de placare, optimizarea parametrilor tehnici este o garanție importantă pentru pregătirea straturilor de placare de înaltă calitate.
Cei mai buni parametri ai procesului de placare cu laser au fost obținuți prin utilizarea lățimii, înălțimii și adâncimii stratului de placare. De asemenea, se subliniază că viteza de scanare este factorul cel mai important, urmată de puterea laserului, iar defocalizarea este factorul cel mai puțin important. Pentru diferite materiale și substraturi de placare, există o valoare energetică specifică critică pentru a obține o bună formare a placajului cu laser. Atunci când energia specifică utilizată în procesul de placare este mai mare decât energia specifică critică, se poate pregăti stratul de placare cu o bună legătură metalurgică. Pentru același material de placare și matrice, atunci când energia specifică este similară, se utilizează în general o putere mică și o viteză mică de scanare. Viteza de încălzire a acestui proces este lentă, timpul de încălzire este mai lung, diferența de temperatură dintre stratul de placare și metalul matricei este mică, stresul termic este mic și tendința de fisurare este mică.
Material de placare
Placarea cu laser îmbunătățește în principal performanța prin îmbunătățirea proprietăților fizice și chimice ale suprafeței materialului substratului. Compoziția determină performanța, iar compoziția stratului de placare este determinată în principal de tipul de material de placare utilizat. Materialul de placare este un factor cheie care afectează performanța stratului de placare. În prezent, principalele pulberi de placare utilizate sunt pulberea de aliaj autofuzibil, pulberea ceramică și materialele compozite pe bază de aur.
1. Pulbere aliată cu autofluxare
Pulberea de aliaj cu autofluxare se referă la pulberea de adăugare a elementelor B și Si în aliaje pe bază de fier, cobalt și nichel. B și Si joacă funcțiile de auto-dezoxidare și zgură în procesul de placare cu laser. Zgura cu greutate specifică mică acoperă suprafața stratului de placare pentru a proteja bazinul topit și pentru a preveni oxidarea excesivă a bazinului topit. Acest tip de material are o bună adaptabilitate la oțelul carbon obișnuit, suprafața de acoperire pregătită este netedă, mai puține defecte și poate forma o combinație excelentă cu matricea. În prezent, pulberile de aliaj autofuzibil utilizate în mod obișnuit includ în principal trei tipuri de pulberi: aliaj autofuzibil pe bază de Ni, aliaj autofuzibil pe bază de co și aliaj autofuzibil pe bază de Fe. Pulberea și materialele matrice de aliaj cu autofluxare pe bază de co, pe bază de Ni, au o bună umectabilitate, o rezistență puternică la coroziune, are un anumit efect de auto-lubrifiere în condiții de temperatură ridicată, deoarece costul este relativ ridicat, utilizat în general în industria aerospațială și petrolieră și în alte domenii industriale necesită rezistență la oboseală, rezistență la coroziune, rezistență la uzură și rezistență la temperaturi înalte a pieselor de precizie; Pulberea de aliaj autofluxabil pe bază de Fe are o anumită rezistență la uzură și un preț scăzut, dar acoperirea din aliaj este predispusă la crăpare, oxidare și defecte de porozitate în procesul de placare cu laser, care este utilizat pe scară largă în piesa de prelucrat cu anumite cerințe de rezistență la uzură și materialul matricei este în mare parte fontă și oțel cu conținut scăzut de carbon.
2. Pulbere ceramică
Materialele ceramice pulbere sunt considerate cea mai bună alegere pentru prepararea acoperirilor de performanță speciale datorită durității și rezistenței lor ridicate, rezistenței excelente la uzură, rezistenței la coroziune și stabilității la temperaturi ridicate. Cu toate acestea, materialele ceramice au duritate foarte scăzută, fragilitate mai mare și coeficient de dilatare termică mai mare, iar acoperirea este ușor de crăpat. Pentru a rezolva această problemă, unii cercetători reduc tendința de fisurare a stratului de acoperire prin adăugarea unui strat intermediar de tranziție sau chiar adăugarea de oxizi de TiO2 și CaO cu număr mare de serie de expansiune la materialul ceramic, dar rezultatele cercetării sunt încă nesatisfăcătoare și necesită cercetări suplimentare. .
3. Pulbere compozită
Pulberea compozită este dezvoltată pentru a depăși fisurarea gravă care poate apărea între acoperirea ceramică și substrat din cauza diferențelor proprii de proprietăți. Se referă la un nou sistem de materiale de placare format prin adăugarea unei varietăți de materiale dure cu duritate mare la pulberea de metal sau aliaj și amestecarea uniformă. Materialul dur este folosit ca fază de întărire în stratul de placare cu laser, iar pulberea metalică sau de aliaj acționează în principal ca fază de lipire și strat de tranziție, ceea ce poate promova o bună tranziție între materialul dur și matricea metalică, astfel încât stratul de placare este bine format și are o duritate mare. Materialele dure sunt compuse în principal din materiale ceramice cu punct de topire ridicat și duritate ridicată. Pulberea de aliaj metalic este în principal pe bază de Fe, bază de Ni și bază de Co, trei tipuri de pulbere de aliaj cu autofluxare. Metoda de adăugare a materialelor dure: în primul rând, pulberea materialului dur este adăugată direct la pulberea de aliaj metalic și amestecată uniform; Celălalt este sub formă de pulbere de aliaj acoperită cu materiale dure. În conformitate cu condițiile actuale de aplicare, pulberea de aliaj de bază metalică asortată cu armătura tare corespunzătoare poate fi amestecată uniform pentru a forma pulberea compozită necesară. Acoperirea compozită cu matrice metalică armată cu ceramică este pregătită pe materialul matricei selectat prin tehnologia de placare cu laser, care nu numai că face ca stratul de placare să aibă rezistență și duritate ridicate, ci și folosește pe deplin faza de întărire tare pentru a îmbunătăți performanța metalului matricei. material, care a devenit un subiect fierbinte de cercetare.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. este o întreprindere de înaltă tehnologie specializată în cercetare și dezvoltare, producție și vânzare de mașini automate de placare cu laser, mașini de placare cu laser de mare viteză, mașini de stingere cu laser, mașini de sudură cu laser și echipamente de imprimare 3D cu laser. Produsele noastre sunt rentabile și vândute în țară și în străinătate. Dacă sunteți interesat de produsele noastre, vă rugăm să ne contactați la bob@gshenglaser.com.