Микроструктура и својства брзог ласерског облагања Ни60 премаза на површини челика са високим садржајем мангана

Под ударним оптерећењем, челик са високим садржајем мангана ће произвести велики број зачепљења дислокација у близини површине, што ће резултирати значајним радним очвршћавањем, док унутрашњост одржава одређену жилавост, тако да има добру отпорност на хабање површине и укупну жилавост, и широко се користи у прерада дробилица и производња рударских машина, са незаменљивом улогом. У дугом радном процесу, услед корозије и утицаја воде, руде, итд., глава чекића се лако производи на једној страни хабања, формирање величине је погрешно и потреба да се заустави ради замене или поправка утиче на ефикасност производње. Због високог еквивалента угљеника челика са високим садржајем мангана, заварљивост је посебно лоша
У процесу заваривања лако настају пукотине у близини линије фузије зоне захваћене топлотом услед таложења карбида, што отежава поправку челика са високим садржајем мангана традиционалним методама заваривања на навари, а потребно је користити мали унос топлоте, принудни хлађење, каљење секундарном водом и друге методе за поправку наварног заваривања, што је тешко и захтева високе техничке захтеве за особље за поправке. Такође може да користи заваривање електродама од нерђајућег челика као доњи и површински поклопац електроде за заваривање, али је ефикасност производње ниска, а накнадно оптерећење обраде је велико, што побољшава трошкове поправке делова и смањује ефикасност производње предузећа.

Главна карактеристика технологије брзе ласерске облоге је да се променом положаја ласерског зрака и металног праха прах може растопити у простору лета, а на површини матрице се формира само мали базен раствора. Унос топлоте у процесу облагања додатно се смањује на основу претпоставке да се обезбеди металуршко везивање. Истовремено, дебљина слоја облоге се може контролисати. Стопа разблажења је мања од 1%. Мала храпавост површине. Може у великој мери смањити количину машинске обраде делова након облагања и обезбедити нову идеју и нови метод за поправку челика са високим садржајем мангана.

У овом раду као пример је узет ЗГМн13, материјал који се користи за чекић главу рудничке дробилице. За наношење праха Ни60 на његову површину коришћен је брзи ласерски систем за облагање, а оптимални процесни параметри су добијени ортогоналним тестом и анализом опсега. Може да обезбеди неке техничке параметре као основу за рударска предузећа да користе технологију ласерског облагања велике брзине за поправку челика са високим садржајем мангана.

1. Припрема узорка

Испитни материјал је била челична плоча ЗГМн13 након третмана каљењем водом, а хемијски састав је приказан у табели 1. Челична плоча се глодалицом обрађује у узорак 200 мм × 100 мм × 10 мм. Горња и доња површина узорка се обрађују машином за млевење до Ра1.6, а преостале четири површине нису потребне за храпавост. Горња површина узорка за топљење обрисана је ацетоном, односно етанолом ради одмашћивања и сушења. За слој облагања одабран је прах самотаљиве легуре Ни60 од 45 ~ 106 μм, а његов хемијски састав је приказан у табели 1. Пре облагања прах треба послати у кутију за сушење и сушити на 150 степени 1 х да би се уклонио влагу садржану у праху, спречавају накупине праха и обезбеђују уједначен континуитет испоруке праха током процеса облагања.

                                                           Табела 1 Хемијски састав праха ЗГМн13 и Ни60 (масени удео, %)

2. Метода испитивања

За припрему узорка облоге коришћена је опрема за ласерско облагање велике брзине. Ни60 премази површине 40 мм × 10 мм и дебљине 1,5 ~ 2,0 мм припремљени су у шест једнослојних процеса. У циљу избегавања пукотина и прекомерног унутрашњег напрезања у процесу облагања, узорак је претходно загрејан пре облагања, претходно загрејан и држан на 150 степени 1 х, а испитивање облагања је обављено одмах након предгревања према параметрима испитивања. у табели 2. Пречник ласерске тачке је 1,5 мм, брзина везивања је 60%, а капацитет дефокусирања је 15 мм. Гас аргон се користи као гас за пуњење и заштиту праха.

                                                                                         Табела 2 Параметри испитивања ласерске облоге

1. Испитивање пенетрације боје показује да је квалитет формирања површине слоја облоге бољи и да нема дефеката као што су пукотине и поре када се изврши тест облагања ласером великом брзином након држања на 150 степени током 1х.

2. Анализа опсега ортогоналног теста и резултати испитивања узорака облога показују да су најбољи процесни параметри облагања Ни6{11}} праха на ЗГМн13 материјалу снага ласера ​​1 200 В, брзина скенирања 4 мм/с и брзина храњења праха 7,5 г/мин. Под таквим условима, тврдоћа може достићи 811,41 ХВ. То је око 2,8 пута више од основног материјала, а коефицијент трења је 0,367, што је смањено за 37,7% у поређењу са основним материјалом, отпорност на хабање је повећана за 1,6 пута, а количина хабања је око 38% од основе. материјал.

3. Кроз ОМ, КСРД и БСЕ анализу, може се видети да се слој омотача углавном састоји од -Ни дендрита, дендрита дендрита, цвјетних тврдих боридних фаза ЦрБ и сивих тврдих карбидних фаза Цр7Ц3 и Цр23Ц6. Наведена тврда фаза побољшава отпорност на хабање слоја облоге.