Suurinopeuksisen laserpäällysteen Ni60-pinnoitteen mikrorakenne ja ominaisuudet korkeamangaaniteräksen pinnalla

Iskukuormituksen alaisena korkea mangaaniteräs tuottaa suuren määrän sijoiltaan tukkeutumista lähellä pintaa, mikä johtaa merkittävään työstökovettumiseen, kun taas sisustus säilyttää tietyn sitkeyden, joten sillä on hyvä pinnan kulutuskestävyys ja yleinen sitkeys, ja sitä käytetään laajasti murskausvasaran prosessointi ja kaivoskoneiden valmistus, jolla on korvaamaton rooli. Pitkässä työskentelyprosessissa korroosion ja veden, malmin tms. vaikutuksen vuoksi vasaran pää on helppo tuottaa toiselle puolelle kulumista, koon muodostuminen ei ole kunnossa ja tarve pysähtyä vaihtoa varten tai korjaus vaikuttaa tuotannon tehokkuuteen. Korkean mangaanipitoisen teräksen korkean hiiliekvivalentin vuoksi hitsattavuus on varsinkin huono
Hitsausprosessissa syntyy helposti halkeamia lämpövaikutusvyöhykkeen sulamislinjan lähelle karbidisaostuksesta, mikä vaikeuttaa runsasmangaanipitoisen teräksen korjaamista perinteisillä pinnoitehitsausmenetelmillä ja on tarpeen käyttää pientä lämmöntuottoa, pakotettua. jäähdytys, sekundäärivesikarkaisu ja muut menetelmät pintahitsauksen korjaamiseksi, mikä on vaikeaa ja vaatii korkeita teknisiä vaatimuksia korjaamohenkilökunnalta. Se voi myös käyttää ruostumattoman teräksen elektrodikaarihitsausta pohja- ja pintahitsauselektrodin kanteena, mutta tuotannon tehokkuus on alhainen ja sitä seuraava koneistustyömäärä on suuri, mikä parantaa osien korjauskustannuksia ja vähentää yritysten tuotantotehokkuutta.

Nopean laserverhoustekniikan pääominaisuus on, että lasersäteen ja metallijauheen asentoa muuttamalla jauhe voidaan sulattaa lentotilassa ja matriisin pinnalle muodostuu vain pieni liuospooli. Päällystysprosessin lämmöntuotto pienenee entisestään sillä edellytyksellä, että varmistetaan metallurginen sidos. Samalla verhouskerroksen paksuus on säädettävissä. Laimennusaste on alle 1 %. Matala pinnan karheus. Se voi vähentää huomattavasti osien työstömäärää verhouksen jälkeen ja tarjota uuden idean ja uuden menetelmän korkeamangaanipitoisen teräksen korjaamiseen.

Tässä artikkelissa on esimerkkinä kaivosmurskaimen vasarapäässä käytetty materiaali ZGMn13. Ni60-jauheen päällystykseen sen pintaan käytettiin nopeaa laserpäällystysjärjestelmää ja optimaaliset prosessiparametrit saatiin ortogonaalisella testillä ja etäisyysanalyysillä. Se voi tarjota teknisten parametrien perustan kaivosyrityksille, jotka voivat käyttää nopeaa laserpinnoitustekniikkaa korkean mangaanipitoisen teräksen korjaamiseen.

1. Näytteen valmistelu

Testimateriaalina oli ZGMn13-teräslevy vesikarkaisukäsittelyn jälkeen, ja kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa 1. Teräslevy työstetään 200 mm × 100 mm × 10 mm näytteeksi jyrsintäkoneella. Näytteen ylä- ja alapinnat käsitellään hiomakoneella Ra1.6:een, ja loput neljä pintaa eivät vaadi karheutta. Sulatettavan näytteen yläpinta pyyhittiin asetonilla ja vastaavasti etanolilla rasvanpoistoa ja kuivaamista varten. Päällystekerrokseen on valittu itsesulava Ni60-seosjauhe, jonka paksuus on 45 ~ 106 μm, ja sen kemiallinen koostumus on esitetty taulukossa 1. Ennen päällystämistä jauhe tulee lähettää kuivauslaatikkoon ja kuivata 150 asteessa 1 tunnin ajan, jotta se irtoaa. jauheen sisältämä kosteus, estää jauhekasvien muodostumista ja varmistaa jauheen toimituksen tasaisen jatkuvuuden päällystysprosessin aikana.

                                                           Taulukko 1 ZGMn13- ja Ni60-jauheen kemiallinen koostumus (massaosuus, %)

2. Testausmenetelmä

Päällystysnäytteen valmistukseen käytettiin nopeaa laserpäällystyslaitteistoa. Ni60-pinnoitteet, joiden pinta-ala oli 40 mm × 10 mm ja paksuus 1,5 - 2,0 mm, valmistettiin kuudella yksikerroksisella prosessilla. Halkeamien ja liiallisten sisäisten jännitysten välttämiseksi päällystysprosessissa näyte esilämmitettiin ennen päällystystä, esilämmitettiin ja pidettiin 150 asteessa 1 h ja verhouskoe suoritettiin välittömästi esilämmityksen jälkeen testiparametrien mukaisesti. taulukossa 2. Laserpisteen halkaisija on 1,5 mm, sidossuhde 60 % ja defokusointikapasiteetti on 15 mm. Argonkaasua käytetään jauheen syöttö- ja suojakaasuna.

                                                                                         Taulukko 2 Laserpäällysteen testiparametrit

1. Värinläpäisytesti osoittaa, että päällystekerroksen pinnanmuodostuslaatu on parempi eikä siinä ole vikoja, kuten halkeamia ja huokosia, kun nopea laserpäällystetesti suoritetaan 150 asteen pidennyksen jälkeen 1 tunnin ajan.

2. Ortogonaalisen testin etäisyysanalyysi ja päällystysnäytteiden testitulokset osoittavat, että ZGMn13-materiaalin peittämisen Ni60-jauheen parhaat prosessiparametrit ovat laserteho 1 200 W, skannausnopeus 4 mm/s ja jauheen syöttönopeus 7,5 g/min. Tällaisissa olosuhteissa kovuus voi saavuttaa 811,41 HV. Se on noin 2,8-kertainen perusmateriaaliin verrattuna ja kitkakerroin on 0,367, mikä on 37,7 % pienempi perusmateriaaliin verrattuna, kulutuskestävyys kasvaa 1,6-kertaiseksi ja kulumismäärä on noin 38 % pohjamateriaalista. materiaalia.

3. OM-, XRD- ja BSE-analyysin avulla voidaan nähdä, että päällyskerros koostuu pääasiassa -Ni-dendriiteistä, dendriittidendriiteistä, kukka-kovaboridifaasista CrB ja harmaasta kovakarbidifaasista Cr7C3 ja Cr23C6. Yllä oleva kova vaihe parantaa päällyskerroksen kulutuskestävyyttä.