Analisis jinis bahan sareng karakteristik anu cocog pikeun téknologi quenching laser

I. Bahan logam ferrous (ayeuna aplikasi anu paling umum)

1. Baja karbon sedeng sareng luhur (kandungan karbon 0,3% ~ 0,8%), bahan has:

45 baja (baja struktural karbon sedeng kualitas luhur), ditunjuk salaku S45C dina standar JIS, ASTM 1045/080M46, sareng DIN C45, nyaéta baja struktural karbon premium kalayan komposisi kimia ieu: 0,42-0,50% karbon (C), 0,17-0,37% silikon (Si), 0,50-0,80% mangan (Mn), sareng ≤0,25% kromium (Cr). Bahan serbaguna ieu nunjukkeun kamampuan kerja tiis/panas anu saé, sipat mékanis anu unggul, efektivitas biaya, sareng kasadiaan anu lega, jantenkeun éta seueur dianggo dina aplikasi industri. Nanging, watesan utamina nyaéta hardenability anu handap, jantenkeun éta henteu cocog pikeun komponén manufaktur anu meryogikeun diménsi cross-sectional anu ageung atanapi standar presisi anu luhur.

Baja T8: Baja pakakas karbon eutektoid anu nunjukkeun karasana sareng résistansi kana aus anu luhur saatos quenching sareng tempering, sanaos gaduh watesan kalebet hardenability panas anu handap, hardenability anu goréng, sareng karentanan kana deformasi panas teuing nalika mesin. Bahan ieu sasuai sareng standar séri GB/T 1298, ngandung kandungan karbon antara 0,75% sareng 0,84%, janten cocog pikeun ngadamel cetakan pembentuk tiis anu bentukna saderhana sareng pakakas motong. Prosés quenching meryogikeun pendinginan cai dina 780-800 ℃°C, sedengkeun tempering di luhur 250 ℃°C mastikeun stabilitas diménsi. Nanging, éta henteu disarankeun pikeun aplikasi anu meryogikeun résistansi beban dampak.

Baja 65Mn: Produk baja pegas kalayan kakuatan anu luhur saatos perlakuan panas sareng pengerasan tarikan tiis, nawiskeun kalenturan sareng plastisitas anu saé. Dina kaayaan permukaan anu sami sareng pengerasan pinuh, wates kacapean na cocog sareng pegas paduan lima warna. Nanging, kusabab pengerasan anu goréng, éta utamina dianggo pikeun pegas ukuran alit sapertos pegas pangaturan tekanan/pengatur kecepatan, pegas pangukur gaya, pegas heliks bunderan/persegi panjang mékanis umum, atanapi pegas baja anu ditarik kawat pikeun mesin alit. Éfék Pengerasan: Karasa permukaan ngahontal 55-65 HRC kalayan jerona lapisan anu dikeraskeun 0,2 ~ 1,5mm, nampilkeun struktur martensitik anu seragam sareng résistansi aus anu ningkat sacara signifikan (contona, umur aus baja 45 ningkat 4-6 kali saatos quenching). Cocog pikeun gir, pin, sareng komponén poros. Mékanisme: Kandungan karbon anu cekap ngabentuk martensit anu seueur, anu ngalaman austenitisasi lengkep nalika pemanasan laser gancang sareng ngahontal transformasi fase pinuh ngalangkungan quenching pendinginan mandiri.

2. Baja struktural campuran (tambahkeun Cr, Ni, Mo sareng unsur-unsur sanésna), bahan khas:

40Cr: (40Cr kaasup kana kategori "baja struktural paduan" sakumaha anu ditetepkeun dina GB3077. Baja ieu ngandung 0,37%-0,44% karbon, rada handap tibatan baja 45, kalayan kandungan Si sareng Mn anu sami. Éta ngandung 0,80%-1,10% Cr. Dina aplikasi anu digulung panas, kandungan 1% Cr ieu sacara dasarna henteu efektif, sabab duanana kelas nunjukkeun sipat mékanis anu sami. Kusabab 40Cr hargana sakitar satengahna baja 45, pertimbangan ékonomi sering nyababkeun nganggo baja 45 upami tiasa.

35CrMo: 35CrMo nyaéta kode spésifikasi pikeun baja struktural paduan (baja paduan anu dipareuman sareng ditemper), saluyu sareng standar Jerman 1.7220, standar Inggris 708A37, standar Perancis 35CD4, jsb., anu saluyu sareng GB/T 3077-2015. Baja ieu ngagaduhan sarimbag karbon 0,72%, kamampuan las anu goréng anu meryogikeun ukuran pemanasan awal. Baja ieu nunjukkeun kakuatan statis anu luhur sareng kateguhan dampak, kalayan kakuatan tarik ≥985MPa sareng kakuatan luluh ≥835MPa, sanggup nahan suhu operasi jangka panjang dugi ka 500℃. Cocog pikeun ngadamel komponén mékanis beban tinggi sapertos girboks, poros engkol, batang panyambung, sareng spindel turbin uap dina pabrik giling.

20CrMnTi: Baja karburasi kalayan kandungan karbon 0,17%-0,24%, umumna dianggo dina manufaktur otomotif pikeun gir transmisi. Salaku baja karburasi pengerasan sedeng (Cr-Mn-Ti), éta nunjukkeun kakerasan anu luar biasa bari ngajaga kateguhan dampak suhu rendah anu luhur. Dirancang khusus pikeun pengerasan karburasi permukaan, baja ieu nunjukkeun kakerasan mesin anu saé kalayan deformasi minimal sareng résistansi kacapean anu luar biasa. Aplikasi utamina kalebet manufaktur komponén aci, bagian piston, sareng komponén khusus pikeun mobil sareng pesawat.

Pangaruh ngaleutikan: karasa tiasa ngahontal 60 ~ 70 HRC, jerona lapisan anu dikeraskeun 0,3 ~ 2mm, unsur paduan ningkatkeun hardenability sareng résistansi korosi (sapertos gir 35CrMo saatos kakuatan kacapean quenching ningkat ku 30%).

Catetan: Kandungan logam campuran anu luhur tiasa ngirangan laju panyerepan laser, janten perlu ningkatkeun efisiensi panyerepan énergi ngalangkungan perlakuan blackening (sapertos fosfat sareng palapis).

3. Beusi cor (beusi cor kulawu, beusi cor ulet), bahan has:

HT300: nyaéta jenis pearlit tina beusi cor kulawu kakuatan luhur, nerapkeun standar nasional GB 9439-88, ngaranna "HT" ngagambarkeun beusi cor kulawu, "300" nunjukkeun yén kakuatan tarik minimum tina batang uji diaméter 30mm nyaéta 300MPa.

QT600-3: QT600-3 nyaéta beusi ulet awak pearlitik, kalayan kakuatan sedeng sareng luhur, kateguhan sareng plastisitas sedeng, kinerja komprehensif anu luhur, résistansi aus sareng redaman geter anu saé, karakteristik prosés tuang anu saé. Éta tiasa ngarobih sipatna ngalangkungan rupa-rupa perlakuan panas.

Pangaruh ngaleutikan: Karasa permukaanna tiasa ngahontal 45 ~ 55 HRC, jerona lapisan anu dikeraskeun 0,1 ~ 0,8mm, sareng struktur austenit sésa martensit + kabentuk di sakitar fase grafit, anu ningkatkeun kamampuan anti-grinding (contona, koefisien gesekan rel pituduh alat mesin saatos quenching dikirangan ku 20%).

II. Logam non-ferrous sareng paduanna (widang aplikasi anu muncul)

1. Aloi titanium (Ti-6Al-4V, jsb.)

Aloi titanium nujul kana rupa-rupa aloi anu didamel tina titanium sareng logam sanésna. Titanium mangrupikeun logam struktural penting anu dimekarkeun dina taun 1950-an, kakuatan aloi titanium, tahan korosi, sareng tahan panas anu luhur.

Ciri-ciri pengerasan: Pemanasan laser ngamajukeun formasi martensit jenuh dina permukaan, sareng karasana ningkat tina 300 HV janten 500 ~ 600 HV, bari ngajaga kateguhan anu saé (cocog pikeun tulangan bilah aero-engine).

  Kasusah téknis: Aloi titanium mibanda réfléktivitas laser anu luhur (sakitar 70%), janten perlakuan awal permukaan (sapertos sandblasting) atanapi laser ultraviolét (panjang gelombang 355nm, réfléktivitas di handap 30%) kedah dianggo.

2. Paduan aluminium (séri 2xxx, séri 7xxx)

Ieu mangrupikeun bahan paduan berbasis aluminium anu ngandung unsur tambahan sapertos tambaga, silikon, magnésium, séng, sareng mangan. Ngaliwatan panyesuaian babandingan unsur, éta ngabentuk séri 1XXX dugi ka 8XXX anu ngawengku aluminium murni industri sareng paduan aluminium-tambaga. Sistem kode kaayaanana dumasar kana lima kaayaan dasar kalebet F (pemesinan bébas) sareng O (annealing), kalayan kode anu lengkep sapertos T6 anu ngamungkinkeun kontrol anu tepat ngeunaan sipat kakuatan sareng tahan korosi.

Mékanisme panyalaan: Panguatan larutan padet kahontal ku cara pemanasan laser anu gancang, sareng fase endapan métastable kabentuk saatos pendinginan mandiri (contona, karasana aloi aluminium 7075 ningkat ti 150 HV janten 220 HV saatos pendinginan).

Watesan aplikasi: Aloi aluminium mibanda konduktivitas termal anu kuat (konduktivitas termal sakitar 200 W/m K), laser kakuatan tinggi (≥2 kW) diperyogikeun pikeun mastikeun efisiensi pemanasan, sareng gampang ngahasilkeun deformasi tegangan termal.

3. Campuran timah (kuningan, perunggu)

Ieu mangrupikeun logam campuran anu diwangun ku tambaga murni kalayan hiji atanapi langkung unsur tambahan. Aplikasi: Pangerasan permukaan komponén anu tahan aus (contona, bantalan, klep). Saatos quenching laser, permukaan ngabentuk struktur nanokristalin, ningkatkeun karasa ku 15% dugi ka 30%. Nanging, suhu pemanasan kedah dikontrol pikeun nyegah pelemahan matriks tambaga.

III. Bahan Fungsional Husus

1. Bahan Metalurgi Bubuk (contona, komponén metalurgi bubuk basis beusi sareng tambaga) Kaunggulan: Struktur porous tiasa nyimpen minyak pelumas, kalayan permukaan janten langkung padet saatos quenching laser. Karasa ningkat ti 20-30 HRC janten 50-55 HRC, janten cocog pikeun bantalan pelumas mandiri.

2. Bahan Palapis Beungeut (contona, palapis semprot termal sareng lapisan cladding) Aplikasi Umum: Saatos quenching laser tina palapis WC-Co anu disemprotkeun kana permukaan baja karbon, struktur komposit "matriks martensit + fase karbida semen" kabentuk, ngahontal karasana ngaleuwihan 1000 HV. Bahan-bahan ieu dianggo dina komponén mesin pertambangan anu tahan aus.

IV. Bahan anu teu cocog pikeun panyalaan laser

Baja karbon rendah (kandungan karbon Kusabab kandungan karbon anu teu cekap, transformasi martensitik minimal, anu ngahasilkeun épék pengerasan anu goréng (paningkatan kekarasan

Baja tahan karat austenitik murni (contona, 316L): Kurang kamampuh transformasi martensitik. Pemanasan laser ngan ukur nyababkeun pengerasan kerja kalayan paningkatan karasa anu terbatas (sakitar 15% -20%).