Si İçeriğinin Lazer Kaplamayla FeCrNiCSix Kaplamanın Mikroyapısı ve Yüksek Sıcaklık Sürtünme Özellikleri Üzerine Etkisi

Metalurji ekipmanları metalurji endüstrisi için çok önemlidir. Çalışma koşulları karmaşıktır, genellikle yüksek sıcaklıkta (500 derece), ağır yükte ve diğer çevresel hizmetlerde, yüksek sıcaklıkta aşınma, yüksek sıcaklıkta oksidasyon kolayca ekipman yüzeyinde hasara yol açar ve ardından servis güvenliğini ve servis ömrünü etkiler. Yüzey kaplama teknolojisi metalurjik parçaları korumanın önemli bir yoludur. Şu anda metalurjik parçaların yüzey koruma teknolojisi, püskürtme teknolojisini, ark eritme teknolojisini, yüzey kaynağı, lazer kaplama teknolojisini vb. içermektedir. Lazer kaplama teknolojisi, tozu eritmek ve aynı zamanda matrisin yüzeyinde erimiş bir havuz oluşturmak için yüksek enerjili bir lazer ışını kullanır. Hızlı soğutmanın ardından kaplama, matris ile metalurjik olarak bağlanarak oluşturulur. Lazer kaplama teknolojisi ile hazırlanan kaplama, metalurjik bağlanma, düşük seyreltik salınım oranı, küçük ısıdan etkilenen bölge ve yoğun yapı avantajlarına sahiptir, dolayısıyla lazer kaplama teknolojisi ile hazırlanan koruyucu kaplama, metalurjik parçalar için etkili bir koruma aracı haline gelmiştir.

Kaplama malzemesi, lazer kaplama kaplamanın metalurjik parçaların yüzeyindeki koruyucu etkisinin anahtarıdır. Bunlar arasında Fe-Cr-Si alaşımlı kaplama, alt tabakayı yüksek sıcaklıktaki gazlardan, oksitlerden ve aşındırıcı ortamlardan yüksek sıcaklıkta koruyabilir, iyi oksidasyon direncine ve korozyon direncine sahiptir ve yüksek sertliğe ve aşınma direncine sahiptir ve yaygın olarak kullanılmaktadır. yüksek sıcaklıkta, yüksek korozyonda, servis parçalarının yüksek aşınma ortamında yüzey koruması. Si içeriğinin (%0.6%-2.5%) Fe-Cr alaşımlı aşınmaya dirençli çeliğin mikro yapısı ve özellikleri üzerindeki etkisi Si ilavesinin dağılımı iyileştirmeye yardımcı olduğu bulunmuştur. karbürlerin ikinci aşaması. Si içeriğinin artmasıyla alaşımlı çeliğin sertliği artar, aşınma ve korozyon direnci artar. Si içeriği %2,3'e ulaştığında tokluğu azalır.

Özetle, Si elementleri kaplamanın aşınma direncini, korozyon direncini ve oksidasyon direncini etkili bir şekilde geliştirebilir. Ancak şu anda ana araştırma düşük Si içerikli alaşım kaplamaya odaklanmaktadır (< 5 wt.%), and there are few studies on the alloy coating with high Si content (>ağırlıkça %5). Bu nedenle, bu makalede, lazer kaplama teknolojisi ile FeCrNiCSix kaplama hazırlanmış ve yüksek Si içeriği (%5 ağırlık, %10 ağırlık, %15 ağırlık) altında Si içeriği değişiminin FeCrNiCSix kaplamanın mikro yapısına etkisi incelenmiştir. çalışmıştı. Sertlik ve yüksek sıcaklıktaki aşınma direncinin etkisi, yüksek Si alaşımlı kaplamaların incelenmesi için teorik bir temel sağlar ve metalurjik parçaların yüzey koruması için bazı teknik destek sağlar.

Kaplama tozu, saflığı %99'dan büyük veya eşit olan krom tozu, silikon tozu, nikel tozu, karbon tozu ve demir tozundan yapılır ve tozun parçacık boyutu, taramadan sonra 53 ~ 150μm'dir. Ağırlıkça %5, ağırlıkça %10 ve ağırlıkça %15 Si elementleri içeren karışık tozlar, NX-100 yüksek hassasiyetli elektronik terazi kullanılarak hazırlandı. Karışık tozun bileşimi Tablo 1'de gösterilmektedir. Konfigürasyondan sonra karıştırmak için planeter bilyeli değirmen kullanın. Dönme hızı 200 dev/dak, süre 4 saatti ve toz karıştırıldıktan sonra vakumlu kurutma fırını 100 derecede 2 saat kurutmak için kullanıldı. Farklı Si içeriğine sahip toz ile hazırlanan kaplamalar 5Si, 10Si ve 15Si kaplamalar olarak adlandırılmıştır (Tablo 2'de gösterilmiştir). Matris 1Cr11Ni2W2MoV (1Cr11Ni) ısıya dayanıklı çelik plakadan yapılmıştır.

Tab.1 Isıya dayanıklı çelik alt tabakanın bileşimie(ağırlıkça %)

Sekme.2 Kompozisyon FeCrNiCSi'ninx pudra(ağırlık.%)

Lazer kaplama ekipmanı TruDisk6{{10}}06 fiber lazeri kullanır; işlem parametreleri 1600 W lazer gücü, %50 bağlama oranı, 5 mm nokta çapı, 600 mm/dak tarama hızı ve toz beslemedir 5 dev/dak hız. Kaplama kaplaması tamamlandıktan sonra numune DK7750 tel kesme makinası ile kenar uzunluğu 10 mm olacak şekilde küp şeklinde kesilir. Kaplama cilalanır ve zımpara kağıdı ile parlatılır. Ağırlıkça %0,7 HF, ağırlıkça %43 HNO3, ağırlıkça %50 H2O içeren korozyon çözeltisinde korozyon yaklaşık 10 saniye olmuştur. Kaplamanın mikro yapısı LeicaDM6000M metalografik mikroskop ve FEI-Sirion 200 alan emisyon taramalı elektron mikroskobu ile gözlemlendi ve her fazın kimyasal bileşimi, taramalı elektron mikroskobunun enerji dağılımlı spektrometresi (EDS) ile analiz edildi. XRD faz analizi Miniflex600 X-ışını difraktometresi ile yapıldı. MC010-HVS-1000 Vickers mikro sertlik test cihazı, her biri 1,5 mm aralıklı olan 10 noktayı ölçerek ortalamayı alarak kaplama kesitinin sertliğini ölçer. Yüksek sıcaklıkta aşınma performansı için deneysel ekipman MRH-1 aşınma test makinesidir. Sürtünme ve aşınmanın çalışma şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. Aşınma kalitesi kaybı, DJ1002A yüksek hassasiyetli elektronik terazi ile ölçülür. Aşınma testi modeli, sırasıyla 20 mm, 10 mm ve 10 mm uzunluğunda, genişliğinde ve yüksekliğinde küboid bloklar halinde kesildi ve zımpara kağıdı (600-2000 ağ gözü) ile cilalandı ve cilalandı. 3D topografya profilometresi ile tespit edildikten sonra, farklı Si içeriğine sahip üç kaplamanın aşınma testi numunelerinin ortalama yüzey pürüzlülüğü 0,91 μm'dir ve spesifik yüksek sıcaklık aşınma testi parametreleri Tablo 3'te gösterilmektedir.

Tab.3 Parametreler yüksek sıcaklıkta aşınma test

(1) Lazer kaplamayla hazırlanan 5Si, 10Si ve 15Si kaplamalarda, 5Si kaplamaların mikro yapısı esas olarak dendritik ve eşeksenli yapıdır ve faz bileşimi esas olarak -Fe ve Fe-Cr katı çözeltilerinden oluşur. 10Si ve 15Si kaplamaların mikro yapısı esas olarak eşeksenlidir ve faz bileşimi esas olarak Fe3Si ve Fe-Cr katı çözeltisinden oluşur.

(2) Si elementi içeriğinin artmasıyla birlikte kaplamanın sertliği ve aşınma oranı da artar, bunun nedeni Fe3Si fazının yüksek sertliğe sahipken belirli bir kırılganlığa sahip olmasıdır ve aşınma işlemi sırasında ciddi dökülme meydana gelir ve buna bağlı olarak kaplama aşınma oranı da artar.

(3) 5Si kaplama esas olarak yapışkan aşınma ve oksidatif aşınma ile karakterize edilir ve yüksek sıcaklıktaki aşınma direnci en iyisidir, ancak oksidasyon direnci zayıftır ve sertliği düşüktür. 10Si ve 15Si kaplamalar esas olarak aşındırıcı aşınmadır ve aşınma oranı giderek artar. Üçüyle karşılaştırıldığında, 10Si kaplamanın en iyi Si içerikli kaplama olduğuna karar verilir.

Xi'an Guosheng Lazer Technology Co., Ltd., otomatik lazer kaplama makinesi, yüksek hızlı lazer kaplama makinesi, lazer söndürme makinesi, lazer kaynak makinesi ve lazer 3D baskı ekipmanlarının Ar-Ge, üretim ve satışı konusunda uzmanlaşmış bir yüksek teknoloji kuruluşudur. Ürünlerimiz uygun maliyetli olup yurt içi ve yurt dışında satılmaktadır. Ürünlerimizle ilgileniyorsanız lütfen bob@gshenglaser.com adresinden bizimle iletişime geçin.