Čelik s niskim udjelom ugljika zbog niskih troškova proizvodnje, u obrambenoj industriji, zrakoplovstvu i svakodnevnom životu igra nezamjenjivu ulogu, ali njegova niska tvrdoća i otpornost na habanje, lako napraviti habanje ili oštećenje mehaničke opreme, što rezultira ozbiljnim ekonomskim gubicima, grube procjene, u svijetu svake godine zbog trošenja uzrokovanog oko 40% gubitka materijala, Zbog habanja, mehanička oprema, komponente i inženjerski strukturni dijelovi kvare se i otpadaju do oko 80%. Kako smanjiti trošenje materijala postalo je fokus istraživača.
Kao "zelena" tehnologija ponovne proizvodnje s visokom produktivnošću i niskim zagađenjem, lasersko oblaganje može proizvesti premaz visoke učinkovitosti na površini jeftinog matričnog materijala niske učinkovitosti, smanjiti rasipanje resursa i smanjiti troškove proizvodnje. Budući da laserska obloga ima međuatomsko vezivanje, ima veću snagu vezivanja od drugih metoda površinske obrade, tako da površina matrice ima bolju otpornost na trenje i habanje, otpornost na koroziju, otpornost na kavitacijsku koroziju, otpornost na oksidaciju pri visokim temperaturama i tako dalje. Stoga tehnologija laserskog oblaganja ima sve više i više opsežnih istraživanja i primjene u pripremi premaza visokih performansi, ponovnoj proizvodnji neučinkovitih dijelova i drugim aspektima, a tržišna perspektiva je prilično značajna.
Parametri procesa laserskog oblaganja
Lasersko oblaganje uključuje mnoge discipline kao što su materijali, fizika, kemija i metalurgija, a proces je prilično složen. Osim svojstava laserskog sustava, materijala matrice i materijala za oblaganje koji su određeni, tehnički parametri procesa laserskog oblaganja, način dodavanja materijala za oblaganje i način skeniranja laserske zrake imat će važan utjecaj na makroskopsku kvalitetu , mikrostruktura i uporabljivost laserskog obložnog sloja. Odabir procesnih parametara ima važan učinak na makroskopsku kvalitetu, mikrostrukturu i svojstva sloja obloge. Parametri procesa laserskog oblaganja uglavnom uključuju snagu lasera, veličinu točke, brzinu skeniranja, brzinu lijepljenja i brzinu dodavanja praha ili debljinu prethodno presvučenog praha. Tijekom procesa oblaganja, parametri procesa mogu se podesiti u skladu sa sastavom praha legure za oblaganje i zahtijevanim performansama. U skladu sa specifičnim uvjetima oblaganja, optimizacija tehničkih parametara važno je jamstvo za izradu visokokvalitetnih obložnih slojeva.
Najbolji parametri procesa laserskog oblaganja dobiveni su korištenjem širine, visine i dubine sloja oblaganja. Također se ističe da je brzina skeniranja najvažnija, zatim snaga lasera, a najmanje defokus. Za različite materijale za oblaganje i podloge postoji kritična specifična energetska vrijednost za postizanje dobrog oblikovanja laserskog oblaganja. Kada je specifična energija korištena u procesu oblaganja veća od kritične specifične energije, može se pripremiti sloj obloge s dobrim metalurškim vezanjem. Za isti materijal obloge i matricu, kada je specifična energija slična, općenito se koristi mala snaga i mala brzina skeniranja. Brzina zagrijavanja ovog procesa je spora, vrijeme zagrijavanja je dulje, temperaturna razlika između sloja obloge i metala matrice je mala, toplinsko naprezanje je malo, a tendencija pucanja je mala.
Materijal za oblaganje
Lasersko oblaganje uglavnom poboljšava performanse poboljšanjem fizičkih i kemijskih svojstava površine materijala supstrata. Sastav određuje učinak, a sastav obložnog sloja uglavnom je određen vrstom upotrijebljenog obložnog materijala. Materijal za oblaganje je ključni čimbenik koji utječe na performanse sloja za oblaganje. Trenutačno, glavni praškovi za oblaganje koji se koriste su prah samotaljive legure, keramički prah i kompozitni materijali na bazi zlata.
1. Samotopivi legirani prah
Prah samotopive legure odnosi se na prah dodavanja B i Si elemenata u željezo, kobalt i legure na bazi nikla. B i Si igraju funkcije samodeoksidacije i troske u procesu laserskog oblaganja. Troska s malom specifičnom težinom prekriva površinu sloja obloge kako bi zaštitila rastaljeni bazen i spriječila prekomjernu oksidaciju rastaljenog bazena. Ova vrsta materijala ima dobru prilagodljivost običnom ugljičnom čeliku, pripremljena površina premaza je glatka, ima manje nedostataka i može tvoriti izvrsnu kombinaciju s matricom. Trenutačno korišteni prahovi samotaljivih legura uglavnom uključuju tri vrste prahova: samotaljive legure na bazi Ni, samotaljive legure na bazi Co i samotaljive legure na bazi Fe. Samofluksirajuća legura u prahu i matrični materijali na bazi Co, Ni na bazi imaju dobru sposobnost vlaženja, jaku otpornost na koroziju, imaju određeni učinak samopodmazivanja u uvjetima visoke temperature, jer je trošak relativno visok, općenito se koriste u zrakoplovstvu i nafti i drugim industrijskim poljima zahtijevaju otpornost na zamor, otpornost na koroziju, otpornost na trošenje i otpornost na visoke temperature preciznih dijelova; Prah samofluksirajuće legure na bazi Fe ima određenu otpornost na habanje i nisku cijenu, ali je prevlaka od legure sklona pucanju, oksidaciji i poroznosti u procesu laserskog oblaganja, koji se naširoko koristi u izratku s određenim zahtjevima otpornosti na habanje, i Materijal matrice je uglavnom lijevano željezo i niskougljični čelik.
2. Keramički prah
Keramički praškasti materijali smatraju se najboljim izborom za pripremu premaza s posebnim učinkom zbog svoje visoke tvrdoće i čvrstoće, izvrsne otpornosti na trošenje, otpornosti na koroziju i stabilnosti na visoke temperature. Međutim, keramički materijali imaju vrlo nisku žilavost, veću krtost i veći koeficijent toplinskog širenja, a premaz je lako pucati. Kako bi riješili ovaj problem, neki istraživači smanjuju sklonost pucanju premaza dodavanjem srednjeg prijelaznog sloja ili čak dodavanjem TiO2 i CaO oksida s visokim serijskim brojem ekspanzije u keramički materijal, ali rezultati istraživanja još uvijek nisu zadovoljavajući i potrebna su daljnja istraživanja .
3. Kompozitni prah
Kompozitni prah je razvijen kako bi prevladao ozbiljne pukotine koje se mogu pojaviti između keramičke prevlake i podloge zbog njihovih vlastitih razlika u svojstvima. Odnosi se na novi sustav materijala za oblaganje formiran dodavanjem raznih tvrdih materijala visoke tvrdoće u prah metala ili legure i ravnomjernim miješanjem. Tvrdi materijal se koristi kao faza ojačanja u sloju laserske obloge, a metalni ili legirani prah uglavnom djeluje kao faza vezivanja i prijelazni sloj, koji može pospješiti dobar prijelaz između tvrdog materijala i metalne matrice, tako da sloj obloge je dobro oblikovan i ima visoku tvrdoću. Tvrdi materijali uglavnom se sastoje od keramičkih materijala s visokim talištem i velikom tvrdoćom. Prah metalne legure uglavnom je Fe baza, Ni baza i Co baza tri vrste samofluksirajućih legura u prahu. Metoda dodavanja tvrdih materijala: prvo se prah tvrdog materijala izravno dodaje u prah metalne legure i ravnomjerno miješa; Drugi je u obliku legure u prahu presvučene tvrdim materijalima. U skladu sa stvarnim uvjetima primjene, prah legure na bazi metala usklađen s odgovarajućim tvrdim ojačanjem može se jednolično pomiješati kako bi se formirao traženi kompozitni prah. Keramički ojačana metalna matrična kompozitna prevlaka priprema se na odabranom matričnom materijalu tehnologijom laserskog oblaganja, koja ne samo da sloj oblaganja ima visoku čvrstoću i žilavost, već također u potpunosti iskorištava fazu tvrdog otvrdnjavanja za poboljšanje performansi matričnog metala materijala, koji je postao vruća tema istraživanja.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. je visokotehnološko poduzeće specijalizirano za istraživanje i razvoj, proizvodnju i prodaju automatskog laserskog stroja za oblaganje, brzog laserskog stroja za oblaganje, stroja za lasersko kaljenje, stroja za lasersko zavarivanje i opreme za laserski 3D ispis. Naši proizvodi su isplativi i prodaju se u zemlji i inozemstvu. Ako ste zainteresirani za naše proizvode, kontaktirajte nas na bob@gshenglaser.com.