Ласерско облагање је технологија која користи ласерски сноп високе енергије као извор топлоте за топљење и учвршћивање материјала за пуњење обложеног на површини подлоге, формирајући металуршку везу између њих, а затим побољшавајући његове површинске особине. У поређењу са другим технологијама површинског ојачавања, ласерска облога има низ предности као што су брза брзина хлађења, лако металуршко везивање између премаза и подлоге, мала зона под утицајем топлоте, ниска стопа разблаживања, мала деформација подлоге, лака аутоматизација и без загађења. Стога, технологија има широке изгледе за примену у ваздухопловству, рударским машинама, петрохемијској, аутомобилској, бродској, електроенергетској, железничкој и другим индустријама.
Међутим, ласерско облагање је брз процес загревања и хлађења. Температурни градијент подлоге и обложног слоја, неравномерна дистрибуција тврде фазе у обложном слоју и разлика у физичким својствима између обложног слоја и материјала матрикса имаће одређени утицај на димензионалну стабилност и механичка својства обложног слоја. , што ће довести до иницирања и ширења пукотина. Формирање пукотина у слоју облоге има велики утицај на радни век делова, што је хитан проблем који треба решити у индустријској примени технологије ласерског облагања.
Ласерско облагање је процес брзог загревања и хлађења и сложене металуршке реакције. Тренутно се истраживања пукотине обложног слоја углавном фокусирају на један метод контроле, а недостају систематска истраживања. У овој студији, слој облоге од легуре Ни60 је припремљен на површини челика од 42ЦрМо помоћу технологије претходно положеног праха ласерског облагања. Најпре је анализиран механизам формирања прслине и осетљивост на прслине, а затим је проучаван утицај различите снаге ласера и температуре предгревања на прслине, како би се пружила референца за контролу прслине легуре на бази Ни за ласерску облогу.
Испитни материјали и методе
1. Испитни материјал
У овом тесту, легирани челик 42ЦрМо је изабран као материјал матрице у тесту ласерске облоге, а величина округле плоче је Φ150 мм×10 мм. Пре ласерског облагања површину од 42ЦрМо челика избрусите брусним папиром и очистите је алкохолом и ацетоном како бисте осигурали да на подлози нема других нечистоћа. Прашак за облагање је одабран са легуром Ни60, а величина честица је била 53~150 μм. Хемијски састав легуре Ни60 приказан је у табели 1.
Табела 1. Хемијски састав легуре Ни60 %
|
m(C) |
m(Си) |
m(Цр) |
m(Ни) |
m(Мо) |
m(Фе) |
m(B) |
|
=0.70 |
=4.50 |
= 17.0 |
=60.0 |
= 3.0 |
=5.0 |
=2.70 |
2. Методе испитивања
ЛВС-1000 Нд:ИАГ ласер је изабран за ласерско облагање претходно наношењем праха и поступком у више кругова. Параметри припреме узорка су следећи: снага ласера 270 ~ 300 В, брзина скенирања 300 мм/мин, температура предгревања 170 ~ 270 степени, стопа 50%. Након тестирања ласерске облоге, Зеисс Стеми305 стереоскоп је коришћен за посматрање морфологије површине слоја облоге. Припремљени слој облоге сече на узорак величине 5 мм×10 мм×10 мм, а затим се раствор ХЦл+ХНО3 запреминског односа 3 ∶ 1 користи за кородирање попречног пресека полираног слоја облоге. Металографски микроскоп Јиангнан МР5000 и скенирајући електронски микроскоп Регулус8230 коришћени су за посматрање микроструктуре слоја облоге Ни60, а ЕДС је коришћен за квалитативно и квантитативно анализу расподеле елемената у близини и без пукотина у слоју облоге. ВТД401 дигитални мицроВицкерс тестер тврдоће је коришћен за мерење микротврдоће попречног пресека слоја облоге. Оптерећење је било 50 г, а време држања 10 с. Фаза је анализирана Д/МАКС2500ВЛ/ПЦ ротирајућим циљним рендгенским дифрактометром.
Закључак
1. Микроструктура слоја омотача углавном се састоји од - (Фе, Ни), Фе0.64Ни0.36 и М23Ц6. Пукотине у овом испитивању су у основи пукотине продирања, које углавном потичу са површине слоја облоге и протежу се до споја слоја облоге и матрице, а већина пукотина се протеже директно кроз цео слој облоге. Разлика термичких својстава између матрице и слоја облоге, температурни градијент и сегрегација тврде фазе у слоју облоге имају одређене ефекте на осетљивост на пукотине.
2. Са повећањем снаге ласера, оштећење пукотине у слоју облоге је очигледно побољшано. Када је снага 290 В, постоји само неколико пукотина у слоју облоге и одржавају се добра механичка својства. Када се снага додатно повећа, стопа разблажења слоја облоге је превелика, што доводи до смањења његових перформанси.
3. Са повећањем температуре предгревања, пукотина у слоју облоге се постепено смањује. Када је температура претходног загревања 270 степени, само мали број пукотина остаје у слоју облоге, али превисока температура предгревања ће уништити перформансе подлоге и слоја облоге, тако да се не врши претходно загревање на вишој температури.
Кси'ан Гуосхенг Ласер Тецхнологи Цо., Лтд. је високотехнолошко предузеће специјализовано за истраживање и развој, производњу и продају аутоматске ласерске машине за облагање, брзе ласерске машине за облагање, машине за ласерско гашење, машине за ласерско заваривање и опрему за ласерско 3Д штампање. Наши производи су исплативи и продају се у земљи и иностранству. Ако сте заинтересовани за наше производе, контактирајте нас на bob@gshenglaser.com.