اخبار شرکت استفاده از پوشش لیزری در تعمیر قطعات هوافضا: یک جایگزین برای کروم

امروزه ، فناوری روکش لیزر در تعمیر قطعات هوافضا و اجزای لازم برای جایگزینی آبکاری کروم مورد مطالعه قرار می گیرد. از طریق آزمایشات ، تأیید شده است که لایه روکش دارای سختی و امکان پردازش بعدی است. سرانجام ، روکش لیزر با فناوری آبکاری کروم سنتی مقایسه می شود.

01

پیش زمینه کاربرد

ابزارهای تولید هوافضا ، مانند وسایل ، حلقه ها و ساختارهای پشتیبانی ، مدتهاست که با مشکلات سایش ناشی از پردازش مواد با استحکام بالا (مانند آلیاژهای مبتنی بر نیکل و آلیاژهای تیتانیوم) روبرو هستند. روشهای ترمیم سنتی در درجه اول از آبکاری کروم سخت استفاده می کنند ، اما این رویکرد دارای اشکالاتی قابل توجهی است:

خطرات محیطی: محلول های اسید کرومیک سرطان زا هستند و طبق مقررات دسترسی به اتحادیه اروپا تنظیم می شوند.

② نقص فرآیند: پوشش مستعد به لایه برداری و حباب است و به چندین چرخه بازپرداخت نیاز دارد.

③ محدودیت های ضخامت: پوشش به طور معمول از 1 میلی متر فراتر می رود و کمک هزینه ماشینکاری کافی را باقی نمی گذارد.

برای رسیدگی به این مشکلات ، یک راه حل جدید تعمیر با محوریت فن آوری لیزر (روکش لیزر ، LC) ارائه شده است. در این روش از فرآیندهای تولید افزودنی با دقت سازگار با محیط زیست برای بازسازی سطوح ابزار و تقویت عملکرد آنها استفاده می کند. ویژگی های فنی به شرح زیر است:

عملکرد عالی محیطی

① اسید کرومیک را به طور کامل از بین می برد ، با استفاده از پودرهای فلزی به عنوان مواد پوشش ، تراز کردن با روند تولید سبز.

② این روند دارای انتشار گازهای گلخانه ای مضر نیست و الزامات نظارتی اتحادیه اروپا را برآورده می کند.

پیوند متالورژیکی

① پوشش یک پیوند متالورژیکی با بستر از طریق مکانیسم های انتشار ایجاد می کند ، و هیچ نقصی مانند حباب یا لایه برداری در رابط را تضمین نمی کند.

سازگاری با ساختارهای پیچیده

① قادر به تعمیرات چند بعدی بر روی سطوح مسطح ، سطوح استوانه ای خارجی و سطوح استوانه ای داخلی ، پوشش ساختارهای ابزار معمولی.

② از طریق کنترل مشارکتی ربات و تغذیه پودر شیب دار (10 درجه -30 درجه) ، می تواند چالش روکش را در فضاهای محدود حل کند.

کمک هزینه ماشینکاری

① روکش چند لایه (به عنوان مثال ضخامت 2 میلی متر) کمک هزینه ماشینکاری را تضمین می کند و از مشکلات مجدد ناشی از پوشش های سنتی بسیار نازک جلوگیری می کند.

02

روکش لیزر: مواد و روشها

مواد پایه: فولاد آلیاژ 40 ساعت پایین

ویژگی ها: سختی 28-32 HRC ، که به طور گسترده در ساخت ابزارهای ماشینکاری موتور هوایی استفاده می شود ، می تواند نیازهای استحکام بالا و مقاومت در برابر سایش را برآورده کند.

مبنای انتخاب: عملکرد عملیات حرارتی آن (خاموش کردن + خویشتن داری) و سازگاری ورودی گرمای روکش لیزر برای اطمینان از اینکه بستر در طی فرآیند روکش تغییر شکل یا ترک نمی کند.

مواد پوشش: پودر آلیاژ Nicrbsi

ترکیب: پایه NI (CR 17 ٪ ، B 3.5 ٪ ، SI 4 ٪ ، C 1 ٪ ، FE 4 ٪) ، توزیع اندازه ذرات 15-53 میکرومتر. نام تجاری: سوئیس Oerlikon Metco Metco 15f.

① خود نوشیدن: B و SI می توانند نقطه ذوب را کاهش دهند ، جریان استخر ذوب را ارتقا دهند و ذرات غیر ذوب شده را کاهش دهند.

② سختی زیاد: CR و C کاربیدهای سخت مانند CR₇C₃ ، CR₃C₂ را برای بهبود مقاومت در برابر سایش تشکیل می دهند.

reg مقاومت ترک: ماتریس NI استرس حرارتی را کاهش داده و از ترک خوردگی لایه روکش جلوگیری می کند.

الزامات محصول برای فرآیند روکش لیزر

1. ضخامت لایه روکش بیشتر از یا برابر با 1.5 میکرومتر است

2. سختی لایه روکش بیش از 38 HRC است

* محصول فیزیکی (چپ) ، نقشه های فنی (راست)

سیستم روکش لیزر

لیزر: لیزر ، مدل LDF 4000-30 ، طول موج 940-980nm.

سیستم تغذیه پودر: فیدر پودر GTV PF.

سر روکش: Fraunhofer IWS Coaxial Head ، قطر نقطه 3.5 میلی متر.

Robot: REIS RV60-40 ROBOT + RDK-05 جدول چرخش ، که می تواند کنترل مسیر پیچیده را تحقق بخشد.

بهینه سازی پارامتر فرآیند

· منطق: ارتفاع و سختی لایه روکش را به حداکثر برسانید ، عمق همجوشی و منطقه تحت تأثیر حرارتی را به حداقل برسانید و از گرمای بیش از حد و نرم شدن بستر خودداری کنید.

· پارامترهای بهینه: قدرت لیزر 1000W + نرخ تغذیه پودر 17.4 گرم در دقیقه ، سختی زیاد (> 700 HV 1) و میزان رقیق پایین (<10 ٪).

* پارامترهای فرآیند روکش

* نمودار شماتیک اندازه گیری لایه روکش کانال تک کانال

استراتژی روکش چند لایه چند پاس

برنامه ریزی مسیر

سطح مسطح (پوشیده از A): مسیر اسکن موازی ، میزان همپوشانی 50 ٪ ، شیب 10 درجه برای جلوگیری از تجمع پودر.

سطح استوانه ای بیرونی (پوشیده از B): مسیر اسکن مارپیچ ، کنترل همزمان جدول چرخش ، 10 درجه تمایل.

سطح استوانه ای داخلی (پوشیده از C): 30 درجه در فضای محدود ، زاویه تغذیه پودر را تنظیم کنید تا از پایداری استخر مذاب اطمینان حاصل شود.

کنترل لایه: 2 لایه روکش ، ضخامت کل 2 میلی متر ، برای جلوگیری از ترک های ناشی از چرخه های حرارتی متعدد.

پیش درمانی ماتریس:

پولیش سطح: صیقل دادن کاغذ ماسه به RA <1.6 میکرومتر ، لایه اکسید و آلودگی روغن را بردارید.

تمیز کردن: تمیز کردن اولتراسونیک با ایزوپروپانول برای اطمینان از باقی مانده روغن.

پس از پردازش

چرخش: سطوح استوانه ای مسطح و خارجی روی تخته های CNC چرخانده شده است.

سنگ زنی: از دستگاه سنگ زنی سوراخ مرکز برای سطوح استوانه ای مسطح و خارجی استفاده کنید.

فرز: آسیاب سطوح استوانه ای داخلی در یک دستگاه فرز ویژه.

03

روکش لیزر: پارامترهای فرآیند

تأثیر قدرت لیزر

قدرت بالا منجر به گسترش استخر ذوب و تشدید ذوب بدن پایه می شود ، اما میزان رقیق ممکن است از 20 ٪ تجاوز کند و باعث کاهش خلوص ترکیب پوشش می شود.

الف) ارتفاع لایه روکش ، ب) عرض لایه روکش ، ج) عمق همجوشی ، د) عمق HAZ با قدرت لیزر و سرعت تغذیه پودر متفاوت است

میزان سختی و رقیق سازی

① هنگامی که قدرت لیزر 1000W و میزان تغذیه پودر 10.4 گرم در دقیقه است ، سختی به اوج 680 HV0.3 می رسد. در این زمان ، میزان رقت پایین (10 ٪ ~) و نسبت فاز سخت (CR₇C₃ ، CR₃C₂) در پوشش زیاد است.

② میزان رقت بالا (> 20 ٪) منجر به نفوذ آهن ماتریس به داخل پوشش می شود و محلول جامد Fe-CR را تشکیل می دهد ، که اثر تقویت فاز سخت را تضعیف می کند.

* تأثیر پارامترهای فرآیند بر سختی و میزان رقت: الف) سختی ، ب) میزان رقیق شدن

تأثیر سرعت تغذیه پودر

میزان تغذیه بیش از حد پودر (> 17.4 گرم در دقیقه) منجر به ذرات غیر ذوب شده تر و کاهش تراکم پوشش می شود.

* رابطه بین میزان تغذیه پودر و ارتفاع روکش یک کانال: وقتی قدرت لیزر کمتر از 1000W باشد ، میزان تغذیه پودر افزایش می یابد و ارتفاع روکش به صورت لگاریتمی افزایش می یابد

استراتژی روکش چند لایه

با میزان همپوشانی 50 ٪ و دو لایه روکش ، ضخامت کل 2 میلی متر است. اگرچه ارتفاع یک لایه واحد محدود است و چندین لایه می تواند نیازهای کمک هزینه ماشینکاری را برآورده کند ، برای جلوگیری از نرم شدن ماتریس باید ورودی حرارتی کنترل شود (عمق HAZ <200 میکرومتر).

* ضخامت پوشش سطح: ضخامت پوشش هواپیما ، سطح استوانه ای بیرونی و سطح استوانه ای داخلی 2 میلی متر است

* نقص محلی روی سطح محصول پس از روکش: الف) محدب و مقعر شروع و پایان نقاط روکش سطح بیرونی ، ب) پدیده چسبندگی پودر روی سطح داخلی

04

پردازش مکانیکی و تجزیه و تحلیل نقص

ماشینکاری ساینده

کیفیت سطح: زبری سطح RA = 0.272μm پس از سنگ زنی ، که نیازهای ابزارهای هوافضا RA <1.25μm را برآورده می کند. هیچ شکافی پیدا نشد که عمق سنگ زنی 0.4 میلی متر باشد.

مزایا: سنگ زنی مواد را از طریق میکرو برش از بین می برد ، از بارهای ضربه ای بر روی پوشش های سختی بالا (750 پوند HV1) و کاهش خطر ترک خوردگی جلوگیری می کند.

چرخش و فرز

سایش ابزار: هنگام چرخاندن سطح استوانه ای بیرونی ، لبه برش ابزار آلیاژ سخت پس از برش 0.3 میلی متر شکسته می شود. دلیل این امر این است که سختی پوشش زیاد است و در نتیجه استرس برشی بیش از حد ایجاد می شود.

نقص سطح: هنگام آسیاب کردن سطح استوانه ای داخلی ، ترک های محلی در پوشش ظاهر می شوند. دلیل اصلی مربوط به اثر اتصال استرس باقیمانده در لایه روکش و ارتعاش برش است.

* هواپیما و سطح استوانه ای بیرونی پس از چرخش: پوشش ترکیبی و تراشه های نامنظم

* سایش ابزار: الف) سطح استوانه ای خارجی پس از چرخش ، ب) شکستگی لبه تیغه آلیاژ سخت

* سطح استوانه ای بیرونی جلا: زبری سطح بهبود یافته است ، اما هنوز هم میکرو خراش قابل مشاهده است

* سطح استوانه ای داخلی آسیاب شده: ترک موضعی پوشش ، لرزش فرز و عمل اتصال کوپلینگ استرس باقیمانده

پردازش پیشنهادات پارامتر

Turning: ابزارهای سختی قرمز مانند CBN یا روکش های الماس مورد نیاز است که توسط مایع خنک کننده برای کاهش استرس حرارتی تکمیل می شود.

فرز: خوراک را در هر دندان کاهش داده و از استراتژی فرز با سرعت بالا برای سرکوب لرزش استفاده کنید.

05

ریزساختار و تجزیه و تحلیل فاز

پیوند متالورژیکی رابط

SEM: هیچ منافذ یا ترک در رابط بین لایه روکش و بستر وجود ندارد که انتقال مداوم را نشان می دهد. فولاد بستر 40hm به دلیل خنک کننده سریع ، مارتنزیت صفحه را تشکیل می دهد ، در حالی که منطقه به دور از رابط مارتنزیت است.

مکانیسم انتشار: عناصر NI و CR در استخر ذوب به ماتریس پراکنده می شوند و یک منطقه انتشار متقابل را در حدود 5μm ضخامت تشکیل می دهند ، که باعث افزایش مقاومت پیوند بین سطحی می شود.

* بستر و روکش از نظر متالورژی پیوند دارند و هیچ منافذ یا ترک در رابط وجود ندارد

ریزساختار: الف) مارتنزیت پایه ، ب) رشد دندریت در منطقه انتقال ، ج) توزیع دندریت های روکش و مرحله سخت

* توزیع سختی و تحول فاز ماتریس: سختی منطقه روکش 754-762HV1 ، سختی ماتریس در نزدیکی رابط 605HV1 (مارتنزیت) است و سختی ناحیه دور دور 402HV1 (ساختار معتدل) است.

06

خلاصه برنامه های مهندسی

تعویض

برای محصولات محدود با مقررات یا دقت بالا ، اولویت به روکش لیزر و تعویض آبکاری کروم داده می شود. پودرهای مناسب برای در نظر گرفتن سختی و مقاومت در برابر ترک انتخاب می شوند.

بهینه سازی پارامتر

① از طریق کالیبراسیون آزمایشی تک کانال ، میزان رقیق شدن برای جلوگیری از نرم شدن ماتریس کمتر از 10 ٪ کنترل می شود.

② هنگام روکش چند لایه ، 0.3-0.5 میلی متر کمک هزینه سنگ زنی را رزرو کنید.

پیشگیری و کنترل نقص

سنگ زنی بستر ، از بین بردن کاملاً لکه های روغن سطح ، از بین بردن منافذ. پودر قبل از خشک شدن در محیط مرطوب.

این فقط برای مرجع شماست!

* توجه: مقایسه بین روکش لیزر و آبکاری کروم سنتی

روکش لیزر در مقابل آبکاری کروم: تجزیه و تحلیل مقایسه ای
قسمت 1: اصل فرآیند و تأثیرات زیست محیطی
بعد	آبکاری سنتی کروم	روکش لیزر (LC)
اصل فرآیند	رسوب الکتروشیمیایی: CR³⁺ در محلول اسید کرومیک (ضخامت <1 میلی متر) به کروم فلزی کاهش می یابد.	پیوند متالورژی: لیزر بستر و پودر فلزی (به عنوان مثال ، NICRBSI) را برای تشکیل یک لایه پیوند داده شده (ضخامت 2 میلی متر) ذوب می کند.
تأثیرات زیست محیطی	سمیت: از محلول های CR⁶⁺ سرطان زا استفاده می کند. زباله: خنثی سازی پیچیده/تصفیه مورد نیاز است.	غیر سمی: پودرهای فلزی (به عنوان مثال ، Nicrbsi). زباله های مایع صفر: استفاده از پودر> 90 ٪.
محدودیت های نظارتی	اتحادیه اروپا استفاده صنعتی CR⁶⁺ را محدود می کند.	بدون محدودیت ؛ طبقه بندی شده به عنوان فناوری "بازسازی سبز".

روکش لیزر در مقابل آبکاری کروم: تجزیه و تحلیل مقایسه ای
قسمت 2: مکانیسم عملکرد و پیوند
بعد	آبکاری سنتی کروم	روکش لیزر (LC)
مکانیزم پیوند	پیوند مکانیکی (جذب فیزیکی) ؛ مستعد به لایه برداری.	پیوند متالورژی با انتشار عنصر. استحکام بین سطحی. ماده بستر.
سختی و سایش	سختی: 800-1000 HV (شکننده). مقاومت سایش به ضخامت بستگی دارد.	سختی: 700-760 HV (NICRBSI). مراحل CR₇C₃/CR₃C₂ مقاومت سایش را تقویت می کند.
انواع نقص	تاول (آلودگی). لایه لایه (استرس).	تخلخل (تغذیه پودر ناهموار). ریزگردها (تجمع حرارتی ؛ از طریق پارامترها قابل رفع).

روکش لیزر در مقابل آبکاری کروم: تجزیه و تحلیل مقایسه ای
قسمت 3: انعطاف پذیری فرآیند و راندمان هزینه
بعد	آبکاری سنتی کروم	روکش لیزر (LC)
سازگاری فرآیند	محدود به سنگ زنی ؛ چرخش/فرز باعث لایه برداری می شود.	سازگار با سنگ زنی/چرخش/فرز (ابزارهای بهینه شده مانند CBN). تعمیرات قابل تکرار
ساختار هزینه	هزینه هر واحد کم برای فله (> 5 قطعه) ، اما هزینه های بالای تصفیه زباله.	بدون هزینه قالب ؛ ایده آل برای دسته های کوچک.
حالت های شکست	لایه لایه شدن بستر را در معرض دید قرار می دهد.	سایش موضعی ؛ تعمیرات هدفمند امکان پذیر است.

میخانه زمان : 2025-03-31 17:39:02 >> لیست اخبار اطلاعات تماس Taiyi Laser Technology Company Limited تماس با شخص: Ms. Coco تلفن: +86 13377773809 ارسال درخواست خود را به طور مستقیم به ما (0 / 3000) در باره درباره ما تور کارخانه کنترل کیفیت با ما تماس بگیرید اخبار نقشه سایت دستگاه برش لیزری دستگاه برش لیزری فیبر فلزی 6 محوره سیستم بازوی ربات دستگاه برش لیزری فیبر خودکار با بطری 120M/MIN پیغام بگذارید سیاست حفظ حریم خصوصی | چین خوب کیفیت دستگاه جوش لیزری تامین کننده. © 2017 - 2025 taiyilaser.com. All Rights Reserved.