Yuqori darajadagi ishlab chiqarish sohasida qismlarning sirt xususiyatlari mahsulotning ishlashi va xizmat qilish muddatiga bevosita ta'sir qiladi va jihoz qismlarining aşınması ko'pincha qo'shimcha vaqt va iqtisodiy xarajatlarni yo'qotadi. Mexanik qismlarning sirt ish faoliyatini yaxshilash uchun sirtni mustahkamlash bilan ishlov berish odatda sirt ish faoliyatini va materialning xizmat qilish muddatini yaxshilash uchun ishlatiladi. Materialning to'g'ridan-to'g'ri sirtini mustahkamlashdan tashqari, xizmat muddatini yaxshilash uchun metallurgiya, neft-kimyo va boshqa sohalarda materialning yuzasiga termal püskürtme kabi qoplama odatda sirtda tayyorlanadi. Biroq, termal püskürtme texnologiyasining kamchiliklari tufayli u materiallarning sirt mexanik xususiyatlarini samarali ravishda yaxshilay olmaydi. Bundan tashqari, maxsus qoplamalar magnetronli püskürtme, elektrokaplama va kimyoviy bug 'birikmalari bilan tayyorlanganda, ko'pincha cheklangan qalinlik va yomon yopishish kabi kamchiliklar mavjud.
Lazerli qoplama texnologiyasi - bu metall sirtni qayta ishlashning yangi texnologiyasi bo'lib, u ko'pincha kuchli bog'lash kuchi va bir nechta nuqsonlar bilan yuqori qattiqlikdagi aşınmaya bardoshli qoplamalarni tayyorlash uchun ishlatiladi. Chipsiz va samarali 3D shakllantirish texnologiyasi sifatida lazer qoplamasi yashil ishlab chiqarish va ba'zi yuqori darajadagi muhandislik qismlarini qayta ishlab chiqarishda muvaffaqiyatli qo'llanildi.
Jarayonni kuchaytirish printsipi
Lazer qoplamasi qoplanadigan substrat yuzasida, turli xil oziqlantirish usullari bilan, lazer nurlanishi orqali bir vaqtning o'zida substrat yuzasining nozik bir qatlamini eritib, tez qotib qolgandan so'ng juda past suyultirish va metallurgik bog'lanish hosil qiladi. substrat yuzasini qoplash. Texnologiya yuqori quvvat zichligi, yuqori cho'kma samaradorligi, past termal deformatsiya, tez sovutish, past suyultirish tezligi va yuqori metallurgiya xususiyatlari bilan ajralib turadi.
Lazerli qoplamada lazer nuri materialning sirtidagi kichik maydonga qaratilgan bo'lib, uning tez isishi, materialning erish nuqtasiga yoki undan yuqori haroratga olib keladi. Yuqori haroratlarda substrat qoplama materiali bilan eritma hovuzini hosil qiladi va materialning atomlari va molekulalari eritma hovuzida dinamik bo'lishni boshlaydi va turli kristall tuzilmalarga yoki kimyoviy tarkibga qayta joylashtirilishi mumkin. Lazer nurlari keyingi maydonga o'tganda, ilgari eritilgan maydon tez soviydi, yangi tashkiliy tuzilmani hosil qiladi, shuning uchun u materialning qattiqligini oshirish uchun javob beradi.
Lazerli qoplama texnologiyasi materiallarning qattiqligini yaxshilash mexanizmi quyidagi jihatlarni o'z ichiga oladi.
1. Donni tozalash
Lazer qoplamali qatlam maxsus va vaqtinchalik qattiq kimyoviy jarayon bo'lganligi sababli, u yuqori erish va qotib qolish tezligiga ega, bu donlarning o'sishiga to'sqinlik qiladi, donalarning tozalanishiga yordam beradi va shu bilan qoplamaning qattiqligini yaxshilaydi. NbMoTaWTi yuqori entropiyali qotishma qoplamasi lazer qoplamasi orqali TC4 qotishmasi yuzasida tayyorlangan va mikroqattiqlik substratdan 71,4% yuqori ekanligi aniqlangan. Buning sababi shundaki, lazer qoplamasi jarayonida tez erish va sovutish donning tez o'sishiga olib keladi, shuning uchun don tozalanadi va qattiqlik sezilarli darajada yaxshilanadi.
2. Panjaralarning buzilishi
Kristal panjaraning buzilishi materialning qattiqligini oshiradi. Lazerli qoplama qatlamining plastik deformatsiyasi jarayonida ba'zi elementlarni muvozanat holatidan chiqarish va panjara buzilishini keltirib chiqarish uchun dislokatsiya va bo'sh joy kabi ko'p sonli panjara nuqsonlari kiritiladi. Panjara buzilishidan so'ng, u ko'pincha materialdagi energiyaning oshishiga olib keladi, natijada katta mikrostress, dislokatsiya sirpanishini inhibe qiladi va materialning mustahkamligi va qattiqligini oshiradi. Yuqori entropiyali qotishma turli xil elementlardan tashkil topganligi sababli, har bir element atomining o'lchami, tuzilishi va bog'lanish energiyasi sezilarli darajada farq qiladi, bunda turli elementlarning atom hajmi, bog'lanish turi va panjara potentsial energiyasi panjara ustida tasodifiy taqsimlanishi mumkin. nuqtalar, kristall strukturaning jiddiy panjara buzilishiga olib keladi, shuning uchun bu hodisa yuqori entropiya qotishmasida aniqroq bo'ladi.
3. Fazali transformatsiya
Qoplama fazasining o'zgarishi qoplamaning qattiqligini oshiradi. Lazer qoplamasi yuqori haroratli ishlov berish texnologiyasi bo'lib, materialning sirtini juda qisqa vaqt ichida yuqori haroratgacha qizdirishi, uni qisman yoki to'liq eritishi va tez sovutish orqali turli tashkiliy tuzilmalarni shakllantirishi mumkin. Ushbu yuqori haroratda materialning atomlari va molekulalari dinamik bo'lib, ular yanada barqaror yoki optimallashtirilgan kristall tuzilishga aylantirilishi mumkin, bu materialning fazali o'tishini keltirib chiqaradi. Q235 po'lat yuzasida CoCrNiMnTix yuqori entropiyali qotishma lazerli qoplamali qoplama tayyorlangan. Qoplamada Ti miqdori ortishi bilan qoplama fazasi FCC fazasidan FCC+ Laves fazasiga o'zgarganligi aniqlandi.
Qoplama materialining qoplamaga ta'siri
Kukunlarning turi va nisbati qoplamalarning ishlashiga ta'sir qiluvchi asosiy omillardir. Shuning uchun, tajribada, qoplama kukunining formulasini oqilona loyihalash juda muhimdir. Bunga qo'shimcha ravishda, qoplamani yaxshilash usuli uning mustahkamlovchi ta'siri bilan chambarchas bog'liq bo'lganligi sababli, kukunni kuchaytirish effektiga ko'ra loyihalash juda muhimdir. Ular orasida ikkinchi bosqichni mustahkamlash, nozik kristall mustahkamlash, qattiq eritmani mustahkamlash, mikro tuzilmani optimallashtirish, amorf va mikro tuzilmani optimallashtirish qoplamaning qattiqligi va aşınma qarshiligini yaxshilashning samarali usullari hisoblanadi. Umumiy qo'shimcha elementlarning qoplama qoplamalarining sirt xususiyatlariga ta'siri 1-jadvalda ko'rsatilgan.
| Kimyoviy element |
Effekt |
|
Al |
U donni tozalashi va oksid qatlamini hosil qilishi mumkin, shuning uchun qattiqlik, aşınma qarshilik, oksidlanish qarshiligi va qoplamaning mustahkamligi va qattiqligi yaxshilanadi. |
|
Si |
Tegishli qo'shilish panjaraga ta'sir qilish orqali qoplamaning qattiqligi va aşınma qarshiligini oshirishi mumkin. |
|
Mn |
Tegishli qo'shimcha qattiq eritmani mustahkamlash, ta'sirning qattiqligini yaxshilashi mumkin. Qoplama morfologiyasini yaxshilash mumkin. |
|
Ti |
Qoplamaning qattiqligini, aşınma qarshiligini va yuqori haroratga chidamliligini yaxshilang. |
|
C |
Yuqori entropiyali qotishma qoplamasining qattiqligi, mustahkamligi, aşınma qarshiligi va egiluvchanligi sezilarli darajada yaxshilanadi. |
|
B |
Bu don chegarasi energiyasini kamaytirishi, dendrit tuzilishini yaxshilash va qoplamaning aşınma qarshiligini yaxshilashi mumkin. |
|
Nb |
Bu don chegarasi energiyasini kamaytirishi, dendrit tuzilishini yaxshilash va qoplamaning aşınma qarshiligini yaxshilashi mumkin. |
|
Hojatxona |
Donni tozalang, qoplamaning qattiqligini va aşınma qarshiligini yaxshilang. |
|
Cr |
Qoplamaning qattiqligini, oksidlanishga chidamliligini va korroziyaga chidamliligini yaxshilang. |
Materialning qattiqligi materialning materialning sirtga bosilishiga qarshilik ko'rsatish qobiliyatini aks ettirganligi sababli, qattiqlik qanchalik baland bo'lsa, materialning yuzasiga bosilgan materialning chuqurligi qanchalik sayoz bo'lsa, kesish natijasida hosil bo'ladigan aşınma hajmi shunchalik kichik bo'ladi. ya'ni eskirish qanchalik kichik bo'lsa, aşınma qarshiligi shunchalik yuqori bo'ladi. Shuning uchun, qattiqlik metall materiallarning aşınma qarshiligini o'lchash uchun ishlatilishi mumkin va qattiqlik ortganda uning aşınma qarshiligi ham ortadi.