Технология лазерной наплавки — это передовая технология модификации поверхности материала, которая управляется лазером-манипулятором по заданной траектории для плавления порошка для подготовки прочного покрытия, защиты подложки, продления срока службы и расширения сферы его применения. Технология лазерной наплавки может удовлетворить больше потребностей за счет изменения соотношения порошковых элементов, используемых при наплавке.
Аморфный сплав — это своего рода метастабильный материал, обладающий как металлическими характеристиками, так и стеклянной структурой. Благодаря особой атомной структуре кристаллический сплав не имеет дефектов и обладает превосходными механическими и физическими свойствами. Материал сплава на основе Ni обладает хорошей ударной вязкостью, хорошей стойкостью к окислению, высокой твердостью, превосходной устойчивостью к высоким температурам, но стоимость высока, за счет добавления определенной доли дешевого порошка на основе железа можно добиться более высоких характеристик при одновременном снижении стоимости. . Различные параметры процесса существенно влияют на аморфное состояние, и трудно приготовить полностью аморфный плакирующий слой. За счет изменения параметров процесса и добавления WC получение покрытия на основе Ni имеет лучшую износостойкость, а коэффициент трения составляет всего 0,26.
Испытательный материал и подготовка
Выберите Q235 в качестве основного материала и его размер 300×100×10 мм. В качестве порошка выбран аморфный порошок на основе Ni, состав приведен в таблице 1. Подложку полируют ручной шлифовальной машиной и очищают этанолом.
Таблица 1. Химический состав порошков на основе Ni
|
Элемент |
Фе |
Ко |
Си |
Кр |
B |
Мо |
C |
Cu |
Ни |
|
Массовая доля/% |
22.1 |
7.9 |
0.7 |
21 |
2.1 |
2.8 |
0.1 |
1.4 |
Бал |
При использовании волоконного лазера IPG-4000W согласно предыдущему опыту мощность лазера установлена на уровне 2700 Вт, скорость подачи порошка составляет 1,4 об/мин, ширина перехлеста составляет 2 мм, а расход защитного газа аргона составляет 15 л/мин. мин. Покрытия готовились при скоростях лазерного сканирования 6, 8, 10, 12 и 14 мм/с.
Метод испытания
XRD, то есть дифракция рентгеновских лучей (XD-3), использовали для наблюдения фазовых изменений слоя покрытия. Образцы трения твердостью 10×10 мм2 и образцы трения диаметром 25 мм вырезали методом резки проволоки, как показано на рисунке 1. С помощью твердомера по Виккерсу HV1000Z нагрузка 200 г, время составляет 10 с, испытание проводят от покрытия до подложки через каждые 0,25 мм по сечению и фиксируют расстояние от каждой точки до поверхности покрытия. После полировки наждачной бумагой и травления 4% (объемная доля) азотнокислым спиртом контролировали металлографию типом 4ХС.
Машина для испытания на трение (CHMT23) использовалась для натирания шарика и диска с покрытием небольшим шариком GCr15, скорость составляла 500 об/мин, нагрузка - 20 Н, время - 20 минут. Прецизионные электронные весы с концентрацией 0,1 мг (FA2004B) использовались для измерения качества образцов до и после износа, и тест повторялся три раза для получения среднего значения.
Заключение
1. Основными фазами покрытий, полученных при разных скоростях сканирования, являются Fe и [FeNi], при этом специфический аморфный пик пропаренной булочки отсутствует. Микроструктура покрытия в основном состоит из ячеистых кристаллов и столбчатых кристаллов, зерна компактные и мелкие.
2. Толщина покрытия уменьшается с увеличением скорости сканирования, а толщина покрытия со скоростью 8 мм/с составляет около 2 мм. Однородность покрытия наилучшая при скорости сканирования 10 мм/с, а средняя твердость слева направо составляет 430 HV. Износостойкость покрытия можно повысить сначала с увеличением скорости сканирования, достигая максимального значения при скорости сканирования 10 мм/с, а затем износостойкость обратно пропорциональна скорости сканирования.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. — высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на исследованиях и разработках, производстве и продаже автоматических машин для лазерной наплавки, высокоскоростных машин для лазерной наплавки, машин для лазерной закалки, машин для лазерной сварки и оборудования для лазерной 3D-печати. Наша продукция экономически эффективна и продается внутри страны и за рубежом. Если вы заинтересованы в нашей продукции, свяжитесь с нами по адресу bob@gshenglaser.com.