Yuqori tezlikli po'lat- uchun sirt qotib qolishining ahamiyati
Yuqori{0}}tezkor po'lat (HSS) o'zining ajoyib qizil qattiqligi, pishiqligi va aşınmaya bardoshliligi tufayli kesish asboblari, qoliplar va mashina qismlarini ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. Biroq, -yuqori tezlikda kesish, takroriy zarba va ishqalanish- kabi ekstremal xizmat sharoitlarida HSS komponentlarining yuzasi eskirish, oksidlanish va charchashga moyil bo‘lib, ularning xizmat muddatini cheklaydi. Nozik sirt issiqlik bilan ishlov berish texnologiyasi sifatida lazerni qattiqlashtirish HSS ning sirt ish faoliyatini yaxshilashning samarali usuli sifatida paydo bo'ldi. Fokuslangan lazer nurlari yordamida HSS sirtini austenitizatsiya haroratiga qadar mahalliy qizdirish va o'z-o'zidan so'nish-uchun substratning tez issiqlik o'tkazuvchanligiga tayangan holda, u ommaviy mexanik xususiyatlarga sezilarli ta'sir qilmasdan-qattiqligi yuqori bo'lgan martenzitik qatlam hosil qiladi. Lazer bilan qattiqlashuvning HSS sirt xususiyatlariga ta'sirini o'rganish jarayonni optimallashtirish, komponentlar ishonchliligini oshirish va talab yuqori bo'lgan-sanoatlarda HSSni qo'llash ko'lamini kengaytirish uchun juda muhimdir.
Sirtning qattiqligi va aşınma qarshiligiga ta'siri
Lazer bilan qotish yuqori tezlikdagi po'latning sirt qattiqligi va aşınma qarshiligini sezilarli darajada yaxshilaydi. Jarayonning optimal parametrlari (lazer quvvati 1-5 kVt, skanerlash tezligi 1-5 m / min) ostida HSS sirt qattiqligi (masalan, W6Mo5Cr4V2) 65-70 HRC ga yetishi mumkin, bu an'anaviy issiqlik bilan ishlov berishdan 10-15% yuqori. Bu nozik taneli martensitning-hosil boʻlishi va tez lazer bilan qizdirish va söndürme paytida martensit panjarasida oʻta toʻyingan uglerodning saqlanishi bilan bogʻliq. Zich martensit strukturasi ishqalanish ta’sirida yuzaning plastik deformatsiyasini pasaytiradi, chiniqtirish vaqtida cho‘kiladigan qattiq karbidlar (masalan, MC, M6C) esa eskirishga chidamliligini yanada oshiradi. Aşınma sinovlari shuni ko'rsatadiki, lazer{23}}qotib qolgan HSS kesish asboblari qotib qolmaganlarga qaraganda 2-3 baravar ko'proq xizmat qiladi, bunda eskirish mexanizmi yopishtiruvchi aşınmadan engil abraziv aşınmaya o'zgaradi va xizmat ko'rsatish vaqtida material yo'qotilishini samarali kamaytiradi.
Yuzaki mikrostrukturaga ta'siri
The surface microstructure of high-speed steel undergoes significant transformation after laser hardening. Before hardening, HSS typically consists of pearlite, ferrite, and coarse carbides. During laser hardening, the rapid heating (heating rate up to 104–105 °C/s) causes the pearlite and ferrite to quickly transform into austenite, while the coarse carbides partially dissolve into the austenite. The subsequent rapid quenching (cooling rate >103 daraja / s) uglerod atomlarining tarqalishini inhibe qiladi, bu an'anaviy issiqlik bilan ishlov berishda hosil bo'lgan qo'pol martensit o'rniga nozik acikulyar martensit hosil bo'lishiga olib keladi. Bundan tashqari, erimagan mayda karbidlar martensitik matritsada bir tekis taqsimlanadi va dislokatsiyalar harakatiga to'sqinlik qilish uchun "mustahkamlash fazalari" vazifasini bajaradi. Lazer bilan qotib qolgan HSS ning-issiqlikdan ta'sirlangan hududi (HAZ)- tor (atigi 0,5–2 mm) va mikrotuzilma qotib qolgan qatlamdan asosiy materialga silliq o'tadi, yoriqlar kabi strukturaviy nuqsonlarni oldini oladi va komponentning yaxlitligini ta'minlaydi.
Yuzaki qoldiq stress va charchoqning ishlashiga ta'siri
Lazer bilan qotib qolish yuqori tezlikdagi po'latning yuzasiga -siqilish qoldiq kuchlanishini keltirib chiqaradi, bu esa charchoqni yaxshilash uchun foydalidir. Jarayon davomida tez isitish va sovutish sirt qatlami va substrat o'rtasida termal kengayish va qisqarish farqlarini keltirib chiqaradi: sirt qatlami qizdirilganda kengayadi va sovuq substrat tomonidan cheklanadi, sovutishdan keyin bosim kuchlanishini hosil qiladi. Sirtdagi siqilish qoldiq kuchlanishining kattaligi -300 dan -600 MPa gacha bo'lishi mumkin, bu esa xizmat ko'rsatish vaqtida hosil bo'lgan kuchlanish kuchlanishini qoplaydi, charchoq yoriqlarining boshlanishi va tarqalishini kamaytiradi. Charchoq sinovlari shuni ko'rsatadiki, lazer bilan qotib qolgan HSS komponentlarining charchoq chegarasi qattiqlashtirilmaganlarga nisbatan 20-30% ga oshgan. Biroq, noto'g'ri jarayon parametrlari (masalan, haddan tashqari lazer quvvati, juda sekin skanerlash tezligi) haddan tashqari termal stressga olib kelishi mumkin, bu esa kuchlanishning qoldiq stressiga yoki hatto sirt yoriqlariga olib kelishi mumkin, bu esa charchoqning ishlashiga salbiy ta'sir qiladi. Shunday qilib, qoldiq stressni qulay taqsimlashni ta'minlash uchun jarayonni optimallashtirish juda muhimdir.
Xulosa: har tomonlama baholash va kelajak istiqbollari
Lazer qotib qolishi yuqori tezlikdagi po'latning sirt xususiyatlariga ijobiy va sezilarli ta'sir ko'rsatadi, sirt mikro tuzilishini tartibga solish va bosim qoldiq stressini kiritish orqali sirt qattiqligini, aşınma qarshiligini va charchoqqa chidamliligini har tomonlama yaxshilaydi. Bu an'anaviy issiqlik bilan ishlov berish cheklovlarini (masalan, katta HAZ, notekis qattiqlik) engib chiqadi va HSS komponentlarining xizmat ko'rsatish samaradorligini oshirishning aniq va samarali usulini ta'minlaydi. Kelajakdagi tadqiqotlar har xil turdagi HSS (masalan, kukunli metallurgiya HSS) uchun lazerni qattiqlashtirish jarayoni parametrlarini optimallashtirishga va sirt xususiyatlarini sinergik yaxshilashga erishish uchun lazerni qattiqlashtirishni boshqa sirt modifikatsiyalash texnologiyalari (masalan, PVD qoplamasi, nitridlash) bilan birlashtirishga qaratilishi kerak. Intellektual lazer tizimlarining rivojlanishi bilan qattiqlashuv jarayonini real vaqtda monitoring qilish va moslashuvchan nazorat qilish sirt xususiyatini yaxshilash barqarorligini yanada yaxshilaydi, bu esa yuqori darajadagi-ishlab chiqarish sohalarida lazer bilan qattiqlashtirilgan HSS- kengroq qo‘llanilishiga yordam beradi.
