A vasalapú por és a nikkelalapú por közötti különbség lézeres plattírozáshoz

Öntöttvas alkatrészek lézeres plattírozása során a vasalapú por és a nikkelalapú por megválasztása közvetlenül befolyásolja a plattírozó réteg teljesítményét, alkalmazási lehetőségeit és költségét. A kettő közötti alapvető különbség az összetételben, a teljesítményben, a folyamathoz való alkalmazkodóképességben és az alkalmazási lehetőségekben tükröződik az alábbiak szerint:

1. Összetevők közötti különbségek

2. Alapvető teljesítmény-összehasonlítás

1) Mechanikai tulajdonságok

Vas alapú por:

• Nagy keménység (HRC 30-60, összetétel-szabályozással, magas Cr, Mo típusú, elérheti a HRC 50-et vagy afelettit), jó kopásállóság;

• Szilárdsága közel áll az öntöttvas mátrix szilárdságához (szakítószilárdság 500-1000 MPa), jobb metallurgiai kompatibilitást mutat az öntöttvassal, és a burkolóréteg és a mátrix közötti kötési szilárdság magas (általában >300 MPa);

• A közepes ridegségű, nagy keménységű modellek bizonyos repedésérzékenységgel rendelkezhetnek (a plattírozási folyamatot szabályozni kell a feszültség csökkentése érdekében).

Nikkel alapú por:

• Közepes keménység (HRC 20-45, az alacsony ötvözetű típus lágyabb, a magas Cr-tartalmú, W típusú elérheti a HRC 40-50-et), de kiváló szívósságú, jobb ütésállóságú, mint a vasalapú porok;

• Kissé alacsonyabb szakítószilárdságú, mint a magas ötvözetű vasalapú porok (400-800 MPa), de jobb képlékenységű (nyúlás> 10%, a vasalapú porok általában

• Öntöttvashoz képest kissé alacsonyabb kötési szilárdságú (általában 200-300 MPa), de alacsony repedésérzékenységű, hidegrepedések nem könnyen képződnek (a nikkel szívóssága és alacsony feszültségi jellemzői miatt).

2) Korrózióállóság

Vasalapú por: közepes korrózióállóság. A közönséges vasalapú por (alacsony krómtartalmú) jól ellenáll a légköri és édesvízi korróziónak, de savas és lúgos környezetben hajlamos a rozsdásodásra. A magas krómtartalmú (12%-nál nagyobb krómtartalmú) por jobb korrózióállósággal rendelkezik, de még mindig nem olyan jó, mint a nikkelalapú por.

Nikkel alapú por: kiváló korrózióállóság, különösen magas hőmérsékletű, párás, savas és lúgos (például szerves savas, gyenge lúgos) környezetben (mivel a Ni és a Cr sűrű oxidfilmet képez), alkalmas korrozív körülmények között való alkalmazásra.

3) Hőállóság

Vas alapú por: általános hőállóság, hosszú távú üzemi hőmérséklet általában

Nikkel alapú por: erős hőállóság, stabilan működik 600-1000 ℃ magas hőmérsékletű környezetben (például Cr és W elemeket tartalmazó nikkel alapú por, kiváló antioxidáns és hőfáradási ellenállás).

4) Kompatibilitás öntöttvas mátrixszal

Vasalapú por: közelebb áll az öntöttvas (Fe-alapú) hőtágulási együtthatójához (a vasalapú por kb. 11-14×10⁻⁶/℃, az öntöttvas kb. 10-12×10⁻⁶/℃), kis hőfeszültség a burkolás során, a hőtágulási különbség miatt nem könnyen reped (különösen alkalmas vastag burkolóréteghez).

Nikkel alapú por: A hőtágulási együttható viszonylag magas (kb. 13-16×10⁻⁶/℃), ami kissé eltér az öntöttvasétól. Vastag bevonatolás során a hőfeszültség miatt könnyen repedhet, amit előmelegítéssel, lassú hűtéssel vagy réteges bevonatolással kell enyhíteni.

3. A folyamatok alkalmazkodóképességének különbségei

Vas alapú por:

• Alacsony érzékenység a lézerteljesítményre, közepes folyékonyságú olvadék, könnyen kialakítható lapos burkolóréteg;

• Deoxidáló elemeket, például Si-t és B-t tartalmaz, nagy toleranciával rendelkezik az öntöttvasban található szennyeződésekkel, például a C-vel és S-szel szemben (nehéz pórusokat képezni);

• A burkolóréteg hígítási aránya (a burkolórétegbe kevert alapanyag aránya) mérsékelten nehezen szabályozható, általában 10%-20% között van (a túl magas érték csökkentheti a keménységet).

Nikkel alapú por:

• Magas lézerabszorpciós sebesség, jó olvadékfürdő-folyékonyság (különösen B-t és Si-t tartalmazó nikkel alapú porok esetén), könnyen előállítható vékony és egyenletes bevonatréteg;

• Érzékeny a szénre az öntöttvasban. Ha a mátrix magas széntartalmú (például szürkeöntvény), a szén bevonatrétegbe történő diffúziója miatt könnyen kialakulhatnak rideg fázisok (például hálózati karbidok). A lézerparaméterek szigorú szabályozása (például a teljesítmény csökkentése és a szkennelési sebesség növelése) szükséges a hígítási arány csökkentése érdekében (általában 10% alatt kell lennie);

• Könnyen reakcióba lép a kénnel (S) az öntöttvasban, alacsony olvadáspontú eutektikumot (például Ni₃S₂) képezve, ami hőrepedéshez vezet. Az öntöttvas alkatrészek előkezelése során biztosítani kell a felületi szulfidok eltávolítását.

4. Költség- és alkalmazási forgatókönyvek

Összefoglalás

• A vas alapú por előnyösebb: ha alacsony költségre és nagy kopásállóságra törekszünk, és a munkakörülmények nem igényelnek erős korróziót vagy magas hőmérsékletet (például a hagyományos mechanikus alkatrészek javítása).

• A nikkel alapú por előnyös: ha korrózióállóság, hőállóság vagy nagy szívósság szükséges, és a magasabb költségek elfogadhatók (például precíziós öntöttvas alkatrészek megerősítése speciális munkakörülmények között).