Effect van scansnelheid op microstructuureigenschappen van op Ni gebaseerde coatings

Lasercladtechnologie is een geavanceerde technologie voor het modificeren van materiaaloppervlakken, die wordt bestuurd door een robotarmlaser langs een vast traject om poeder te smelten om een ​​versterkte coating voor te bereiden, het substraat te beschermen, de levensduur te verlengen en het toepassingsgebied ervan te vergroten. Lasercladtechnologie kan aan meer behoeften voldoen door de verhouding van poederelementen die bij het cladden wordt gebruikt, te veranderen.

Amorfe legering is een soort metastabiel materiaal, dat zowel metaaleigenschappen als glasstructuur heeft. Vanwege de speciale atomaire structuur is er geen defect aan de kristallegering en heeft deze uitstekende mechanische en fysische eigenschappen. Het op Ni gebaseerde legeringsmateriaal heeft een goede taaiheid, goede oxidatieweerstand, hoge hardheid, uitstekende weerstand tegen hoge temperaturen, maar de kosten zijn hoog. Door een bepaald aandeel goedkoop Fe-gebaseerd poeder toe te voegen, kan het betere prestaties bereiken terwijl de kosten worden verlaagd . Verschillende procesparameters zullen de amorfe toestand aanzienlijk beïnvloeden, en het is moeilijk om een ​​volledig amorfe bekledingslaag te bereiden. Door de procesparameters te veranderen en WC toe te voegen, heeft de bereiding van op Ni gebaseerde coating een betere slijtvastheid en bedraagt ​​de wrijvingscoëfficiënt slechts 0.26.

Selecteer Q235 als basismateriaal en de afmeting is 300 mm × 100 mm × 10 mm. Het poeder wordt geselecteerd als amorf poeder op Ni-basis, en de samenstelling wordt getoond in Tabel 1. Het substraat wordt gepolijst met een handslijpmachine en gereinigd met ethanol.

Tabel 1 Chemische samenstelling van op Ni gebaseerd poeder

Bij gebruik van de IPG-4000W-fiberlaser is het laservermogen, volgens eerdere ervaringen, ingesteld op 2700 W, de poederaanvoersnelheid is 1,4 r/min, de overlapping is 2 mm en het argondebiet van het beschermgas is 15 l/min. min. De coatings werden vervaardigd met laserscansnelheden van 6, 8, 10, 12 en 14 mm/s.

XRD, dat wil zeggen röntgendiffractie (XD-3), werd gebruikt om de faseveranderingen van de coatinglaag waar te nemen. Wrijvingsmonsters met een hardheid van 10×10 mm2 en wrijvingsmonsters met een diameter van 25 mm werden uitgesneden door middel van draadsnijden, zoals weergegeven in figuur 1. Met behulp van de HV1000Z Vickers hardheidsmeter bedraagt ​​de belasting 200 g. de tijd is 10 seconden en de test wordt elke 0,25 mm langs de dwarsdoorsnede uitgevoerd van de coating naar het substraat, en de afstand van elk punt tot het coatingoppervlak wordt geregistreerd. Na polijsten met schuurpapier en etsen met 4% (volumefractie) nitraatalcohol werd metallografie waargenomen met behulp van het 4XC-type.

De wrijvingstestmachine (CHMT23) werd gebruikt om de gecoate bal en schijf te wrijven met een kleine GCr15-kogel, de snelheid was 500r/min, de belasting was 20N en de tijd was 20 minuten. Er werd een elektronische precisiebalans van 0,1 mg (FA2004B) gebruikt om de kwaliteit van de monsters voor en na slijtage te meten, en de test werd drie keer herhaald om de gemiddelde waarde te verkrijgen.

1. De belangrijkste fasen van de coatings die met verschillende scansnelheden zijn bereid, zijn Fe en [FeNi], en er is geen specifieke piek van amorfe gestoomde broodjes. De microstructuur van de coating bestaat voornamelijk uit cellulaire kristallen en kolomvormige kristallen, en de korrels zijn compact en fijn.

2. De dikte van de coating neemt af naarmate de scansnelheid toeneemt, en de dikte van de 8 mm/s-coating is ongeveer 2 mm. De uniformiteit van de coating is het beste bij een scansnelheid van 10 mm/s, en de gemiddelde hardheid ligt van links naar rechts bij 430 HV. De slijtvastheid van de coating kan eerst worden verbeterd door de scansnelheid te verhogen, waarbij de maximale waarde wordt bereikt bij een scansnelheid van 10 mm/s, en vervolgens is de slijtvastheid omgekeerd evenredig met de scansnelheid.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. is een hightech onderneming gespecialiseerd in R&D, productie en verkoop van automatische lasercladmachines, hogesnelheidslasercladmachines, laserblusmachines, laserlasmachines en laser 3D-printapparatuur. Onze producten zijn kosteneffectief en worden in binnen- en buitenland verkocht. Als u geïnteresseerd bent in onze producten, neem dan contact met ons op via bob@gshenglaser.com.