Lazer söndürme tehnologiýasy üçin amatly material görnüşleriniň we häsiýetleriniň seljermesi

I. Demir metal materiallary (häzirki wagtda iň köp ulanylýan)

1. Orta we ýokary uglerodly polat (uglerod mukdary 0.3% ~ 0.8%), adaty materiallar:

45 polat (ýokary hilli orta uglerodly gurluş polat), JIS standartlarynda, ASTM 1045/080M46 we DIN C45-de S45C hökmünde bellenen, aşakdaky himiki düzümi bolan ýokary hilli uglerodly gurluş polatdyr: 0,42-0,50% uglerod (C), 0,17-0,37% kremniý (Si), 0,50-0,80% marganes (Mn) we ≤0,25% hrom (Cr). Bu köpugurly material ajaýyp sowuk/yssy işläp bilýänligi, ýokary mehaniki häsiýetleri, tygşytlylygy we giň elýeterliligi görkezýär, bu bolsa ony senagat ulanylyşynda giňden ulanmaga mümkinçilik berýär. Şeýle-de bolsa, onuň esasy çäklendirmesi pes berkliginde bolup, uly kesişik ölçeglerini ýa-da ýokary takyklyk standartlaryny talap edýän bölekleri öndürmek üçin ýaramsyz edýär.

T8 polat: Öwtektoid uglerodly gural polaty, öçürilenden we çydamlandyrylandan soň ýokary berklik we aşynma garşylygyny görkezýär, ýöne onuň pes gyzgynlyk gataplygy, pes gataplygy we işlenilende gyzgyn deformasiýa sezewarlygy ýaly çäklendirmeleri bar. Bu material GB/T 1298 seriýaly standartlara laýyk gelýär, uglerodyň mukdary 0,75% we 0,84% aralygynda bolup, ony ýönekeý görnüşli sowuk emele getirýän şriftleri we kesiji gurallary öndürmek üçin amatly edýär. Söndürmek prosesi 780-800℃°C temperaturada suw bilen sowadylmagy talap edýär, 250℃°C-den ýokary temperaturada çydamlylyk bolsa ölçeg durnuklylygyny üpjün edýär. Şeýle-de bolsa, zarba ýüküne garşylyk talap edýän ulanylyşlar üçin maslahat berilmeýär.

65Mn Polad: Gyzgynlyk bilen işlenilenden we sowuk çekişli berklenenden soň ýokary berklige eýe bolan, gowy çeýeligi we plastikligi üpjün edýän ýazly polat önümi. Birmeňzeş ýüz şertlerinde we doly berklenende, onuň ýadawlyk çägi bäş reňkli legirlenen ýazlaryňky bilen deňleşýär. Şeýle-de bolsa, gatylaşmagyň pesligi sebäpli, esasan basyşy sazlaýan/tizligi sazlaýan ýazlar, güýji ölçeýän ýazlar, umumy mehaniki tegelek/gönüburçluk spiral ýazlar ýa-da kiçi enjamlar üçin simli çekişli polat ýazlar ýaly kiçi göwrümli ýazlar üçin ulanylýar. Gatnaşdyryjy täsir: Ýüziň gatylygy 55-65 HRC-e ýetýär, gatylaşan gatlagyň çuňlugy 0,2 ~ 1,5 mm, birmeňzeş martensit gurluşy we aşynma garşylygynyň ep-esli gowulanmagy bilen tapawutlanýar (meselem, 45 polatyň aşynma ömrü söndürilenden soň 4-6 esse artýar). Dişli çarhlar, ştiftler we wal bölekleri üçin amatly. Mehanizm: Ýeterlik uglerod mukdary köp mukdarda martensit emele getirýär, ol çalt lazer gyzdyrma wagtynda doly awstenitleşdirmeden geçýär we öz-özüni sowatmak arkaly doly faza öwrülmesini gazanýar.

2. Gurluş polatdan ýasalan legirlenen (Cr, Ni, Mo we beýleki elementleri goşuň), adaty materiallar:

40Cr: (40Cr GB3077-de kesgitlenen ýaly "legirlenen gurluşly polat" kategoriýasyna girýär. Bu polat 0,37%-0,44% ugleroddan ybarat bolup, 45 polatdan biraz pes, deňeşdirip boljak Si we Mn mukdaryna eýedir. Ol 0,80%-1,10% Cr saklaýar. Gyzgyn prokatda bu 1% Cr mukdary, esasan, netijesiz, sebäbi iki görnüşli hem mehaniki häsiýetleri meňzeş görkezýär. 40Cr-iň 45 polatdan iki esse arzandygyny göz öňünde tutup, ykdysady garaýyşlar mümkin bolanda köplenç 45 polaty ulanmaga getirýär.

35CrMo: 35CrMo, GB/T 3077-2015 standartlaryna laýyk gelýän, nemes standarty 1.7220, britan standarty 708A37, fransuz standarty 35CD4 we ş.m. laýyk gelýän legirlenen gurluş polatlary (legirlenen we çydamly polat) üçin tehniki görkezme kodydyr. Onuň uglerod ekwiwalenti 0.72%, öňünden gyzdyrma çärelerini talap edýän pes kebşirleniş ukyby bar. Bu polat ýokary statik berkligi we zarba çydamlylygyny görkezýär, dartgynlyk güýji ≥985MPa we akym güýji ≥835MPa bolup, 500 ℃ çenli uzak möhletli iş temperaturasyna çydap bilýär. Ol prokat fabrikalarynda reduktorlar, krank miller, birleşdiriji sterženler we bug turbina şpindelleri ýaly ýokary ýüklenen mehaniki bölekleri öndürmek üçin amatlydyr.

20CrMnTi: 0,17%-0,24% uglerodly karbürleşdirilen polat, awtoulag önümçiliginde transmissiýa dişlileri üçin giňden ulanylýar. Orta derejede berkiýän karbürleşdirilen polat (Cr-Mn-Ti) hökmünde, ol ýokary pes temperatura zarba çydamlylygyny saklap, ajaýyp berkligi görkezýär. Ýüze karbürleşdirme berkligi üçin ýörite döredilen bu polat minimal deformasiýa we ajaýyp ýadawlyga garşylyk bilen ajaýyp işleniş ukybyny görkezýär. Onuň esasy ulanylyşyna awtoulag we uçar üçin wal böleklerini, porşen böleklerini we ýöriteleşdirilen bölekleri öndürmek girýär.

Öçüriji täsir: Gatylygy 60 ~ 70 HRC ýetip biler, gatylaşan gatlagyň çuňlugy 0.3 ~ 2 mm, legirlenen elementler gatylaşmagy we korroziýa garşylygyny gowulandyrýar (meselem, 35CrMo dişli dişlileriň ýadawlyk güýji 30% ýokarlandy).

Bellik: Ýokary legirlenmiş maddalaryň mukdary lazeriň siňdiriş tizligini peseldip biler, şonuň üçin garaňkylaşdyryş arkaly (fosfatlamak we örtmek ýaly) energiýanyň siňdiriş netijeliligini ýokarlandyrmak zerurdyr.

3. Çugun (çal çogun, sünek çogun), adaty materiallar:

HT300: ýokary berklikli çal çoýun görnüşli perlit bolup, GB 9439-88 milli standartyny ornaşdyrýar, onuň ady "HT" çal çoýundyr, "300" bolsa 30 mm diametrli synag sterženiniň iň pes dartgynlyk güýjüniň 300MPa bolandygyny görkezýär.

QT600-3: QT600-3 orta we ýokary berklige, orta berklige we plastiklige, ýokary toplumlaýyn öndürijilige, gowy aşynma garşylygyna we titreme öçürilmegine, guýma prosesiniň gowy häsiýetlerine eýe bolan perlit göwdeli süýümli demirdir. Ol dürli ýylylyk işlemeleriniň üsti bilen öz häsiýetlerini üýtgedip bilýär.

Öçüriji täsir: ýüziň gatylygy 45 ~ 55 HRC-e ýetip biler, gatylaşan gatlagyň çuňlugy 0.1 ~ 0.8 mm we martensit + galyndy austenit gurluşy grafit fazasynyň töwereginde emele gelýär, bu bolsa üweme garşy ukybyny ýokarlandyrýar (meselem, stanok gurallarynyň ýol görkezijisiniň söndürilenden soň sürtülme koeffisiýenti 20% azalýar).

II. Demir däl metallar we olaryň garyndylary (ösüp gelýän ulanylyş ugurlary)

1. Titan garyndysy (Ti-6Al-4V we ş.m.)

Titan garyndysy titan we beýleki metallardan ýasalan dürli garyndylary aňladýar. Titan 1950-nji ýyllarda işlenip düzülen möhüm gurluşyk metaly bolup, titan garyndysynyň berkligi, korroziýa garşylygy we ýokary gyzgynlyga çydamlylygy bilen tapawutlanýar.

Gatlaşmagyň aýratynlyklary: Lazer bilen gyzdyrmak ýüzde artykmaç doýgun martensit emele gelmegine ýardam edýär we berkligi 300 HV-dan 500 ~ 600 HV-a çenli ýokarlandyrylýar, şol bir wagtyň özünde gowy berkligi saklanýar (awiasiýa hereketlendirijisiniň pyçaklaryny berkitmek üçin amatly).

  Tehniki kynçylyk: titan garyndysy ýokary lazer şöhlelendirijiligine eýedir (takmynan 70%), şonuň üçin ýüzi öňünden işläp bejermek (meselem, çäge bilen arassalamak) ýa-da ultramelewşe lazer (tolkun uzynlygy 355 nm, şöhlelendirijiligi 30% -den pes) ulanylmaly.

2. Alýumin garyndysy (2xxx seriýasy, 7xxx seriýasy)

Bu mis, kremniý, magniý, sink we marganes ýaly goşmaça elementleri öz içine alýan alýumin esasly lehim materialydyr. Element gatnaşygyny sazlamak arkaly ol senagat arassa alýumini we alýumin-mis lehimlerini öz içine alýan 1XXX-den 8XXX-e çenli seriýalary emele getirýär. Onuň ýagdaý kod ulgamy F (erkin işleme) we O (tawlamak) ýaly bäş esasy ýagdaýa esaslanýar, şeýle hem T6 ýaly jikme-jik kodlar berkligiň we korroziýa garşylyk häsiýetleriniň takyk gözegçiligini üpjün edýär.

Söndürme mehanizmi: Gaty erginiň berklenmegi lazeriň çalt gyzdyrylmagy arkaly gazanylýar we metastabil çökündi faza öz-özünden sowadylandan soň emele gelýär (meselem, 7075 alýumin ergininiň gatylygy söndürilenden soň 150 HV-den 220 HV-e çenli ýokarlanýar).

Programmanyň çäklendirmeleri: Alýumin garyndysy güýçli ýylylyk geçirijiligine eýedir (ýylylyk geçirijiligi takmynan 200 W/m K), ýyladyş netijeliligini üpjün etmek üçin ýokary kuwwatly lazer (≥2 kW) gerek we ýylylyk stresiniň deformasiýasyny döretmek aňsat.

3. Galaý garyndylary (latun, bürünç)

Bu bir ýa-da birnäçe goşmaça elementi bolan arassa misden düzülen garyndydyr. Ulanylyşy: Aşynma garşylykly bölekleriň (meselem, podşipnikler, klapanlar) ýüzüniň gatylaşmagy. Lazer bilen söndürilenden soň, ýüz nanokristal gurluşy emele getirýär we gatylygy 15% -den 30% -e çenli ýokarlandyrýar. Şeýle-de bolsa, mis matrisasynyň ýumşamagynyň öňüni almak üçin gyzdyryş temperaturasyny gözegçilikde saklamaly.

III. Ýörite funksional materiallar

1. Toz metallurgiýa materiallary (meselem, demir we mis esasly toz metallurgiýa bölekleri) Artykmaçlyklary: Gözenekli gurluş çalgy ýagyny saklap bilýär, lazer bilen söndürilenden soň ýüzi has dykyzlaşýar. Gatylyk 20-30 HRC-den 50-55 HRC-e çenli ýokarlanýar, bu bolsa olary öz-özüni çalgylaýan podşipnikler üçin amatly edýär.

2. Ýüz örtük materiallary (meselem, termal püskürtme örtükleri we örtük gatlaklary) Adaty ulanylyşlar: Uglerodly polat ýüzlerine püskürdilen WC-Co örtüklerini lazer bilen söndürenden soň, "martensit matrisa + sementlenen karbid fazasy" kompozit gurluşy emele gelýär we 1000 HV-dan ýokary gatylyga ýetýär. Bu materiallar dag-magdan maşynlarynyň aşynma çydamly böleklerinde ulanylýar.

IV. Lazer söndürmek üçin ýaramsyz materiallar

Pes uglerodly polat (uglerod mukdary Uglerodyň ýeterlik däldigi sebäpli, martensit özgerişi minimal bolup, gatylaşma täsiriniň pes bolmagyna getirýär (gatylygyň ýokarlanmagy

Arassa austenitik polat (meselem, 316L): Martensit özgertme ukyby ýok. Lazer bilen gyzdyrmak diňe işiň gatylaşmagyna sebäp bolýar, bu bolsa berkligiň çäkli ýokarlanmagyna getirýär (takmynan 15% -20%).