Tishli po'lat yuzasida lazerli qoplamaning Ni-asosli qoplama jarayoni parametrlarini optimallashtirish

Tishli uzatma mexanik sohada keng qo'llaniladi, chunki uning yuqori uzatish samaradorligi, yuqori yuk ko'tarish qobiliyati, katta quvvat diapazoni, uzoq xizmat muddati va boshqa ko'plab afzalliklar mavjud. Xizmat yukining ortishi va tishli mexanizmning ishlash tezligining oshishi bilan tishli tizim tishlarning sinishi, tishlari chuqurlashishi, tishlarning aşınması, tish plastik deformatsiyasi va tishli to'rlarni uzatish jarayonida tishni yopishtirishga moyil bo'lib, bu uning xizmat qilish muddatiga jiddiy ta'sir qiladi. Tishli uzatish tizimining ishlash muddatini samarali ravishda uzaytirish uchun tishli g'ildirakning yuk ko'tarish qobiliyatini va charchoqqa qarshi ish faoliyatini yaxshilash uchun tish sirtini o'zgartirish va mustahkamlash kerak. Boshqa sirtni o'zgartirish texnologiyalari bilan taqqoslaganda, lazerli qoplama texnologiyasi qisqa ishlov berish aylanishi, yuqori ishlov berish samaradorligi va arzon texnik afzalliklari bilan yuqori sifatli qoplamalarni tayyorlashi mumkin va shu bilan qismlarning sirt xususiyatlarini yaxshilaydi. Lazer qoplamasi jarayonida yuqori haroratli gradient va juda tez sovutish tezligi tufayli qoplamaning mexanik xususiyatlariga ta'sir qiluvchi gözenekler va mikro yoriqlar kabi nuqsonlarga moyil bo'lib, bu lazer qoplama qismlarini qo'llashni cheklaydi. ma'lum darajada. Shu sababli, jarayon parametrlarini optimallashtirish orqali qoplama sifatini yaxshilash qoplamani tayyorlash sohasida lazerli qoplama texnologiyasini qo'llashni rag'batlantirish uchun katta ahamiyatga ega.

Ko'p ishlatiladigan lazer qoplama kukunlari, asosan, Fe -, Ni - va Co asosidagi qotishmalardir. Turli xil qoplama kukunlari orasida Ni-asosli qotishma kukunlari yaxshi aşınmaya bardoshliligi, korroziyaga chidamliligi, namlanishi va o'rtacha narxi tufayli lazerli qoplama materiallarida keng o'rganilgan.

Ushbu maqolada 18CrNiMo7-6 tishli po'lat yuzasida Ni-asosli qoplama lazerli qoplama texnologiyasi bilan tayyorlangan. Turli texnologik parametrlarning qoplamaning mikro tuzilishiga ta'sirini o'rganish uchun yagona o'zgaruvchan usuldan foydalanildi va baholash indekslari sifatida qoplamaning makroskopik morfologiyasi, mikro tuzilishi va qattiqligini hisobga olgan holda optimal jarayon parametrlari aniqlandi. Tadqiqot natijalari Ni asosli kukunli ta'mirlash tish qismlarini qo'llash doirasini kengaytirishi mumkin va kelajakda tishli materiallarda lazerli qoplama texnologiyasini qo'llash va optimallashtirish bo'yicha texnik ko'rsatmalar beradi.

1. Sinov materiallari va jihozlari

Sinovda ishlatiladigan asosiy material 18CrNiMo7-6 tishli po'latdir. 18CrNiMo7-6 Yevropa standarti EN10084 karburizatsiyalangan qotishma konstruktiv po'latdir, mahalliy 17Cr2Ni2Mo markasiga mos keladi. Karbürizatsiya, söndürme, past haroratli temperatura va pardozlashdan so'ng, po'lat mukammal kuchga ega, aşınmaya bardoshli va zarba xususiyatlariga ega va shamol energiyasi, port, mina reduktori va yuqori tezlikda ishlaydigan lokomotiv tishli qurilmalarida keng qo'llaniladi. 18CrNiMo7-6 po'latning kimyoviy tarkibi 1-jadvalda ko'rsatilgan.

1-jadval 18CrNiMo7-6 tishli po'latning kimyoviy tarkibi (massa ulushi,%)

Sinovda NiCr20 o'z-o'zidan eriydigan qotishma kukuni qoplama kukuni sifatida ishlatilgan va uning kimyoviy tarkibi 2-jadvalda ko'rsatilgan. NiCr20 kukuni yaxshi o'z-o'zidan erishi, namlanishi, aşınmaya bardoshliligi, korroziyaga chidamliligi va oksidlanishga chidamliligi bilan ajralib turadi va keng ko'lamli foydalanish uchun javob beradi. lazerli qoplama jarayoni parametrlari diapazoni. Sinovda yordamchi qoplama materiali sifatida ZrO2 keramika kukuni tanlangan. ZrO2 keramika kukuni yaxshi termal barqarorlik, yuqori haroratda aşınmaya bardoshli va korroziyaga chidamlilik va boshqalarning afzalliklariga ega. Lazer qoplamasidan kelib chiqadigan termal kuchlanish yoriqlarini bartaraf etish va qoplamaning zichligini yaxshilash uchun lazer qoplamasida fazaga o'tishning qattiqlashuvidan o'tish oson. Shuning uchun u yuqori haroratli aşınmaya bardoshli qoplamani tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin. Sinovda ishlatiladigan NiCr20 va ZrO2 kukunlari 1-rasmda ko'rsatilgan. NiCr20 qotishma kukuni va ZrO2 keramik kukunining morfologiyasi mos ravishda zarracha o'lchamlari taxminan 100 mkm va 50 mkm bo'lgan sharsimon zarralardir. NiCr20 kukuni va ZrO2 keramika kukuni 48 ∶ 1 massa nisbati bo'yicha aralashtiriladi va lazer qoplamasi kukuni sifatida foydalanish uchun quritiladi.

2-jadval NiCr20 kukunining kimyoviy tarkibi (massa ulushi,%)

Shakl．1 NiCr20(a) va ZrO2 (b) kukunlarining morfologiyasi

Lazer qoplamasi sinovi MLO{0}} lazerli qoplama uskunasida o'tkazildi. Lazerli qoplama uskunasi lazerli qoplamali nozul, lazer, olti o'qli mexanik qo'l, changni oziqlantirish tizimi, suv sovutish tizimi va nazorat qilish tizimidan iborat. Lazerli qoplama uskunasi lazer emissiya manbai sifatida tolali lazerdan foydalanadi va mavjud quvvat diapazoni 400 ~ 4000 Vt. Lazer qoplamasi jarayonida kukun changni oziqlantiruvchi kukun aylanishi orqali kukun chiqishiga yuboriladi, tezlik diapazoni kukun tepsisi 0 ~ 4 r/min, zarrachalar hajmi oralig'i esa 50 ~ 150 mkm. Suvni sovutish tizimi sinov paytida doimiy harorat muhitini ta'minlash uchun lazer va lazer qoplama boshi uchun sovutish suvi bilan ta'minlaydi. Butun sinov davomida oksidlanishni oldini olish uchun eritilgan hovuz yuqori toza argon bilan himoyalangan.

Lazer qoplamasi sinovi blokli plastinka tishli po'latda o'tkazildi. Lazerli skanerlash yo'nalishi plastinkaning uzun tomoni bo'ylab joylashgan va plastinkaning o'rtasida taxminan 20 mm qoplama uzunligi birlashtirilgan. Yagona faktorli test qo'llanildi. Sinov parametrlari lazer quvvati 500 ~ 900 Vt, skanerlash tezligi 2 ~ 8 mm / s, changni uzatish tezligi 8,8 ~ 13,2 g / min, argon oqimi tezligi 4 L / min, nuqta diametri ph4 mm, fokuslash qobiliyati 250 mm. Muayyan jarayon parametrlari 3-jadvalda ko'rsatilgan va har bir test guruhi ikki marta takrorlanadi.

3-jadval Yagona kanalli lazer qoplamasining sinov parametrlari

Lazer qoplamasi sinovidan so'ng, qoplamaning metallografik tahlili o'tkazildi va qoplama sim kesish mashinasi bilan 5 mm × 5 mm × 5 mm kub shaklida kesildi va qoplamaning bo'lagi bosqichma-bosqich parlatildi va sayqallandi. qadam. Keyin uni korroziya qilish uchun aqua regia (HCl ning HNO3 ga nisbati 3 ∶ 1) ishlatiladi va korroziya vaqti taxminan 2 minut. Metalografik ishlov berishdan so'ng, metallografik korroziyadan keyin profil namunasining mikro tuzilishini kuzatish uchun optik mikroskop va skaner oynasi ishlatilgan. Lazer qoplamasi sinovidan so'ng chuqurlik bilan qoplama profilining qattiqligini o'lchash uchun Vickers mikroqattiqlik tekshirgichi ishlatilgan. Qoplama profilining qattiqligi sinovi sirt qatlamidan 50 mkm masofada boshlanadi va substratning bir xil qattiqligi o'lchanguncha chuqurlik yo'nalishi bo'ylab har 100 mkmda sinov nuqtasini oladi. Sinov yukining og'irligi 500 g ga o'rnatiladi va ushlab turish vaqti 10 s. Ma'lumotlarning aniqligini oshirish uchun qattiqlik har bir tishli po'lat profilning bir xil chuqurlik maydonida 3 marta o'lchanadi va o'rtacha olinadi.

1. Lazer quvvatining oshishi bilan NiCr20-ZrO2 qoplamasining erish balandligi, erish kengligi va erish chuqurligi ortadi. Skanerlash tezligining oshishi bilan qoplamaning erish balandligi, kengligi va chuqurligi pasayadi. Kukunni oziqlantirish tezligi oshishi bilan qoplamaning erish balandligi ortadi, erish kengligi birinchi navbatda ortadi, keyin esa kamayadi va erish chuqurligi kamayadi.

2. Lazer quvvatining ortishi bilan qoplamaning mikro tuzilishining zichligi, qo'polligi va mikroqattiqligi pasayadi. Skanerlash tezligining oshishi bilan qoplamaning mikro tuzilishining zichligi pasayadi, mikro tuzilmaning qo'polligi va mikro-qattiqligi pasayadi. Kukunni oziqlantirish tezligining oshishi bilan qoplamaning mikroyapı zichligi, mikro tuzilmaning tozalanishi va mikroqattiqligi ortadi.

3. Qoplamaning makroskopik morfologiyasi, mikrostrukturasi va mikroqattiqligini baholash ko'rsatkichlari sifatida qabul qilib, jarayonning optimal parametrlari quyidagicha olingan: lazer quvvati 700 Vt, skanerlash tezligi 2 mm/s, kukun oqish tezligi 11,1 g/min.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. Ar-ge, avtomatik lazerli qoplama mashinasi, yuqori tezlikda lazerli qoplama mashinasi, lazerli söndürme mashinasi, lazerli payvandlash mashinasi va lazerli 3D bosib chiqarish uskunalarini ishlab chiqarish va sotishga ixtisoslashgan yuqori texnologiyali korxona. Mahsulotlarimiz tejamkor bo‘lib, ichki va xorijda sotilmoqda. Agar siz bizning mahsulotlarimizga qiziqsangiz, bob@gshenglaser.com raqami orqali biz bilan bog‘laning.