Einfluss der Scangeschwindigkeit auf die Mikrostruktureigenschaften von Ni-basierten Beschichtungen

Die Laserbeschichtungstechnologie ist eine fortschrittliche Technologie zur Oberflächenmodifizierung von Materialien, die von einem Roboterarmlaser entlang einer festgelegten Flugbahn gesteuert wird, um Pulver zu schmelzen, um eine verstärkte Beschichtung vorzubereiten, das Substrat zu schützen, die Lebensdauer zu verlängern und den Anwendungsbereich zu erweitern. Die Laserbeschichtungstechnologie kann mehr Anforderungen erfüllen, indem sie das beim Auftragen verwendete Pulverelementverhältnis ändert.

Eine amorphe Legierung ist eine Art metastabiles Material, das sowohl Metalleigenschaften als auch Glasstruktur aufweist. Aufgrund seiner besonderen Atomstruktur weist es keine Kristalllegierungsfehler auf und verfügt über ausgezeichnete mechanische und physikalische Eigenschaften. Das Ni-basierte Legierungsmaterial weist eine gute Zähigkeit, gute Oxidationsbeständigkeit, hohe Härte und ausgezeichnete Hochtemperaturbeständigkeit auf, aber die Kosten sind hoch. Durch die Zugabe eines bestimmten Anteils an billigem Fe-basiertem Pulver kann eine bessere Leistung bei gleichzeitiger Reduzierung der Kosten erzielt werden . Unterschiedliche Prozessparameter wirken sich erheblich auf den amorphen Zustand aus und es ist schwierig, eine vollständig amorphe Hüllschicht herzustellen. Durch Änderung der Prozessparameter und Zugabe von WC weist die Herstellung einer Ni-basierten Beschichtung eine bessere Verschleißfestigkeit auf und der Reibungskoeffizient beträgt nur 0,26.

Wählen Sie Q235 als Basismaterial und seine Größe beträgt 300 mm × 100 mm × 10 mm. Das Pulver wird als amorphes Pulver auf Ni-Basis ausgewählt und die Zusammensetzung ist in Tabelle 1 aufgeführt. Das Substrat wird mit einer Handschleifmaschine poliert und mit Ethanol gereinigt.

Tabelle 1 Chemische Zusammensetzung von Ni-basiertem Pulver

Bei Verwendung eines IPG-4000W-Faserlasers ist die Laserleistung nach bisherigen Erfahrungen auf 2700 W eingestellt, die Pulverzufuhrrate beträgt 1,4 U/min, die Überlappung beträgt 2 mm und die Schutzgas-Argon-Durchflussrate beträgt 15 l/min. Mindest. Die Beschichtungen wurden mit Laserscangeschwindigkeiten von 6, 8, 10, 12 und 14 mm/s hergestellt.

XRD, also Röntgenbeugung (XD-3), wurde verwendet, um die Phasenänderungen der Beschichtungsschicht zu beobachten. Reibungsproben mit einer Härte von 10×10 mm2 und Reibungsproben mit einem Durchmesser von 25 mm wurden durch Drahtschneiden ausgeschnitten, wie in Abbildung 1 dargestellt. Mit dem Vickers-Härteprüfgerät HV1000Z beträgt die Belastung 200 g. Die Zeit beträgt 10 Sekunden, der Test wird von der Beschichtung bis zum Substrat alle 0,25 mm entlang des Querschnitts durchgeführt und der Abstand von jedem Punkt zur Beschichtungsoberfläche aufgezeichnet. Nach dem Polieren mit Sandpapier und dem Ätzen mit 4 % (Volumenanteil) Nitratalkohol wurde die Metallographie mit dem 4XC-Typ beobachtet.

Die Reibungstestmaschine (CHMT23) wurde verwendet, um die beschichtete Kugel und Scheibe mit einer kleinen GCr15-Kugel zu reiben. Die Geschwindigkeit betrug 500 U/min, die Last betrug 20 N und die Zeit betrug 20 Minuten. Zur Messung der Qualität der Proben vor und nach dem Tragen wurde eine elektronische Präzisionswaage (FA2004B) mit 0,1 mg verwendet. Der Test wurde dreimal wiederholt, um den Durchschnittswert zu ermitteln.

1. Die Hauptphasen der bei unterschiedlichen Scangeschwindigkeiten hergestellten Beschichtungen sind Fe und [FeNi], und es gibt keinen spezifischen amorphen Dampfbrötchen-Peak. Die Mikrostruktur der Beschichtung besteht hauptsächlich aus zellularen und säulenförmigen Kristallen und die Körner sind kompakt und fein.

2. Die Dicke der Beschichtung nimmt mit zunehmender Scangeschwindigkeit ab und die Dicke der 8 mm/s-Beschichtung beträgt etwa 2 mm. Die Gleichmäßigkeit der Beschichtung ist bei einer Scangeschwindigkeit von 10 mm/s am besten und die durchschnittliche Härte liegt von links nach rechts bei 430 HV. Die Verschleißfestigkeit der Beschichtung kann zunächst mit der Erhöhung der Scangeschwindigkeit verbessert werden und erreicht den Maximalwert bei einer Scangeschwindigkeit von 10 mm/s. Anschließend ist die Verschleißfestigkeit umgekehrt proportional zur Scangeschwindigkeit.

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. ist ein High-Tech-Unternehmen, das sich auf Forschung und Entwicklung, Herstellung und Vertrieb von automatischen Laserauftragsmaschinen, Hochgeschwindigkeits-Laserauftragsmaschinen, Laserabschreckmaschinen, Laserschweißmaschinen und Laser-3D-Druckgeräten spezialisiert hat. Unsere Produkte sind kostengünstig und werden im In- und Ausland verkauft. Wenn Sie an unseren Produkten interessiert sind, kontaktieren Sie uns bitte unter bob@gshenglaser.com.