Studiu asupra influenței parametrilor procesului de placare cu laser de mare viteză asupra microstructurii și proprietăților straturilor de placare
Tehnologia de placare cu laser pregătește o acoperire legată metalurgic pe suprafața substratului prin adăugarea de materiale și utilizarea laserului ca sursă de căldură, realizând modificarea și repararea suprafeței materialelor și este utilizată pe scară largă în câmpurile industriale. Această lucrare ia tehnologia de placare laser cu viteză ultra-înaltă ca obiect de cercetare pentru a explora influența parametrilor procesului său asupra microstructurii și proprietăților mecanice ale acoperirii de oțel de mare viteză M2 pe suprafața substratului de oțel 9CR2MO.
Limitări ale tehnologiei tradiționale de placare cu laser
Deși placarea tradițională cu laser are avantaje precum structura uniformă de acoperire și aportul scăzut de căldură, are defecte evidente: rata de diluare depășește adesea 10%, necesitând o acoperire mai groasă pentru a obține efectul de protecție, iar rugozitatea suprafeței este ridicată, necesitând procesarea ulterioară, rezultând deșeuri materiale; Energia laser este concentrată în bazinul topit substrat, care este predispus la stres și fisuri; Eficiența placării cu o zonă mare este scăzută, restricționând promovarea tehnologiei.
Caracteristici inovatoare ale tehnologiei de placare cu laser cu viteză ultra-înaltă
Pentru a rezolva problemele tehnologiei tradiționale, Institutul de Cercetare Tehnologică Laser HOF a dezvoltat echipamente de placare cu laser cu viteză ultra-înaltă în 2017. Această tehnologie adoptă metoda de alimentare cu pulbere coaxială, controlând convergența pulberii în fasciculul laser deasupra bazinului topit, astfel încât cea mai mare parte a energiei laser să acționeze în mod direct asupra stării de pulbere, făcând pulberea de sublinie Reducerea aportului de căldură la substrat și îmbunătățirea considerabilă a eficienței placării și a ratei de utilizare a pulberii.
Influența Legea parametrilor procesului asupra microstructurii straturilor de placare
Studiile au arătat că parametrii procesului au un impact semnificativ asupra mărimii cerealelor stratului de placare: atunci când puterea laser este mai mare, dimensiunea bobului crește semnificativ; Cu cât viteza de placare este mai mare, cu atât dimensiunea bobului este mai mică; Când distanța de trecere a placajului scade, dimensiunea cerealelor tinde să crească. În general, odată cu creșterea densității energetice, dimensiunea bobului arată o tendință din ce în ce mai mare, printre care influența puterii laser este mai proeminentă.
Efectul parametrilor procesului asupra proprietăților straturilor de placare
Parametrii procesului au o influență mare asupra microhardității stratului de acoperire: atunci când puterea laser este mai mare, duritatea stratului de acoperire crește, iar distribuția durității în strat este uniformă cu fluctuații mici; Când viteza de placare scade, microharditatea crește semnificativ; Când distanța stratului de placare crește, microhardness scade; Când densitatea energetică crește, microharditatea crește semnificativ, dar atunci când densitatea energetică este scăzută, formarea stratului de placare este slabă, ceea ce face dificilă obținerea unei suprapuneri multiple bune.
Componente de bază ale sistemului de placare cu laser
Rezumatul cercetării și valoarea aplicației
În rezumat, ajustarea parametrilor procesului de placare laser cu viteză ultra-înaltă și creșterea densității energiei de intrare a stratului de placare poate face ca microharditatea stratului de placare să fie mai uniformă și duritatea medie îmbunătățită semnificativ. Aceasta oferă o bază tehnică pentru obținerea de straturi de placare de calitate superioară și are o importanță deosebită pentru extinderea gamei de aplicații a tehnologiei de depunere laser cu viteză ultra-înaltă și promovarea popularizării și aplicației sale.