Analiżi tat-tipi ta' materjali u l-karatteristiċi adattati għat-teknoloġija tat-tkessiħ bil-lejżer

I. Materjali tal-metall ferruż (bħalissa l-aktar applikazzjoni mainstream)

1. Azzar b'livell medju u għoli ta' karbonju (kontenut ta' karbonju 0.3% ~ 0.8%), materjali tipiċi:

45 azzar (azzar strutturali ta' kwalità għolja b'livell medju ta' karbonju), magħżul bħala S45C fl-istandards JIS, ASTM 1045/080M46, u DIN C45, huwa azzar strutturali ta' kwalità għolja bil-kompożizzjoni kimika li ġejja: 0.42-0.50% karbonju (C), 0.17-0.37% silikon (Si), 0.50-0.80% manganiż (Mn), u ≤0.25% kromju (Cr). Dan il-materjal versatili juri xogħol eċċellenti fil-kesħa/sħun, proprjetajiet mekkaniċi superjuri, kosteffettività, u disponibbiltà wiesgħa, li jagħmluh użat ħafna f'applikazzjonijiet industrijali. Madankollu, il-limitazzjoni primarja tiegħu tinsab f'ebusija baxxa, li tagħmilha mhux adattata għall-manifattura ta' komponenti li jeħtieġu dimensjonijiet trasversali kbar jew standards ta' preċiżjoni għolja.

Azzar T8: Azzar tal-għodda tal-karbonju ewtettojde li juri ebusija għolja u reżistenza għall-użu wara t-tkessiħ u t-temprar, għalkemm għandu limitazzjonijiet inkluż ebusija baxxa bis-sħana, ebusija fqira, u suxxettibilità għal deformazzjoni żejda waqt il-magni. Dan il-materjal jikkonforma mal-istandards tas-serje GB/T 1298, li fih kontenut ta' karbonju bejn 0.75% u 0.84%, li jagħmilha adattata għall-manifattura ta' forom sempliċi għall-iffurmar kiesaħ u għodod tat-tqattigħ. Il-proċess ta' tkessiħ jeħtieġ tkessiħ bl-ilma f'780-800℃°C, filwaqt li t-temprar 'il fuq minn 250℃°C jiżgura stabbiltà dimensjonali. Madankollu, mhux rakkomandat għal applikazzjonijiet li jeħtieġu reżistenza għat-tagħbija tal-impatt.

Azzar 65Mn: Prodott tal-azzar tar-rebbiegħa b'saħħa għolja wara trattament bis-sħana u twebbis bil-kesħa, li joffri flessibilità u plastiċità tajbin. Taħt kundizzjonijiet tal-wiċċ identiċi u twebbis sħiħ, il-limitu tal-għeja tiegħu jaqbel ma' dak tal-molol tal-liga b'ħames kuluri. Madankollu, minħabba t-twebbis fqir, jintuża prinċipalment għal molol ta' daqs żgħir bħal molol li jaġġustaw il-pressjoni/jirregolaw il-veloċità, molol li jkejlu l-forza, molol eliċi ċirkolari/rettangolari mekkaniċi ġenerali, jew molol tal-azzar miġbuda bil-wajer għal makkinarju żgħir. Effett tat-Twebbis: L-ebusija tal-wiċċ tilħaq 55-65 HRC b'fond ta' saff imwebbes ta' 0.2~1.5mm, li fih struttura martensitika uniformi u reżistenza għall-użu mtejba b'mod sinifikanti (eż., il-ħajja għall-użu tal-azzar 45 tiżdied 4-6 darbiet wara t-tkessiħ rapidu). Adattat għal gerijiet, labar, u komponenti tax-xaft. Mekkaniżmu: Kontenut suffiċjenti ta' karbonju jifforma martensite abbundanti, li tgħaddi minn awstenitizzazzjoni sħiħa waqt tisħin rapidu bil-lejżer u tikseb trasformazzjoni sħiħa tal-fażi permezz ta' tkessiħ awtomatiku.

2. Azzar strutturali illigat (żid Cr, Ni, Mo u elementi oħra), materjali tipiċi:

40Cr: (40Cr jaqa' taħt il-kategorija ta' "azzar strutturali illigat" kif definit f'GB3077. Dan l-azzar fih 0.37%-0.44% karbonju, ftit inqas mill-azzar 45, b'kontenut komparabbli ta' Si u Mn. Fih 0.80%-1.10% Cr. F'applikazzjonijiet irrumblati bis-sħana, dan il-kontenut ta' 1% Cr huwa essenzjalment ineffettiv, peress li ż-żewġ gradi juru proprjetajiet mekkaniċi simili. Minħabba li 40Cr jiswa madwar nofs l-azzar 45, il-kunsiderazzjonijiet ekonomiċi spiss iwasslu għall-użu tal-azzar 45 minflok meta jkun possibbli.

35CrMo: 35CrMo huwa kodiċi ta' speċifikazzjoni għall-azzar strutturali illigat (azzar illigat ittemprat u mwebbes), li jikkorrispondi għall-istandard Ġermaniż 1.7220, l-istandard Brittaniku 708A37, l-istandard Franċiż 35CD4, eċċ., b'konformità mal-GB/T 3077-2015. Għandu ekwivalenti ta' karbonju ta' 0.72%, iwweldjabbiltà fqira li teħtieġ miżuri ta' tisħin minn qabel. Dan l-azzar juri saħħa statika għolja u reżistenza għall-impatt, b'saħħa tat-tensjoni ≥985MPa u saħħa ta' rendiment ≥835MPa, kapaċi jiflaħ temperaturi ta' tħaddim fit-tul sa 500℃. Huwa adattat għall-manifattura ta' komponenti mekkaniċi ta' tagħbija għolja bħal gearboxes, crankshafts, connecting rods, u spindles tat-turbini tal-fwar f'rolling mills.

20CrMnTi: Azzar karburizzat b'kontenut ta' karbonju ta' 0.17%-0.24%, komunement użat fil-manifattura tal-karozzi għal gerijiet ta' trasmissjoni. Bħala azzar karburizzat b'ebusija medja (Cr-Mn-Ti), juri ebusija eċċezzjonali filwaqt li jżomm reżistenza għolja għall-impatt f'temperatura baxxa. Iddisinjat speċifikament għat-twebbis tal-karburizzazzjoni tal-wiċċ, dan l-azzar juri makkinabbiltà eċċellenti b'deformazzjoni minima u reżistenza għall-għeja eċċellenti. L-applikazzjonijiet primarji tiegħu jinkludu l-manifattura ta' komponenti tax-xaft, partijiet tal-pistuni, u komponenti speċjalizzati għal karozzi u ajruplani.

Effett ta' tifi: L-ebusija tista' tilħaq 60 ~ 70 HRC, il-fond tas-saff imwebbes 0.3 ~ 2mm, l-elementi tal-liga jtejbu l-ebusija u r-reżistenza għall-korrużjoni (bħal ger 35CrMo wara li s-saħħa tal-għeja tat-tkessiħ tiżdied bi 30%).

Nota: Il-kontenut għoli ta' liga jista' jnaqqas ir-rata ta' assorbiment tal-lejżer, għalhekk huwa meħtieġ li tissaħħaħ l-effiċjenza tal-assorbiment tal-enerġija permezz ta' trattament ta' blackening (bħal fosfatazzjoni u kisi).

3. Ħadid fondut (ħadid fondut griż, ħadid fondut duttili), materjali tipiċi:

HT300: huwa tip ta' perlita ta' ħadid fondut griż ta' saħħa għolja, jimplimenta l-istandard nazzjonali GB 9439-88, l-isem tiegħu "HT" jirrappreżenta ħadid fondut griż, "300" jindika li s-saħħa minima tat-tensjoni ta' virga tat-test b'dijametru ta' 30mm hija 300MPa.

QT600-3: QT600-3 huwa ħadid duttili b'korp perlitiku, b'saħħa medja u għolja, ebusija u plastiċità medja, prestazzjoni komprensiva għolja, reżistenza tajba għall-użu u damping tal-vibrazzjoni, u karatteristiċi tajbin tal-proċess tal-ikkastjar. Jista' jibdel il-proprjetajiet tiegħu permezz ta' diversi trattamenti bis-sħana.

Effett ta' tifi: L-ebusija tal-wiċċ tista' tilħaq 45 ~ 55 HRC, il-fond tas-saff imwebbes 0.1 ~ 0.8mm, u l-istruttura tal-martensite + awstenita residwa hija ffurmata madwar il-fażi tal-grafita, li ttejjeb il-kapaċità kontra t-tħin (pereżempju, il-koeffiċjent tal-frizzjoni tal-ferrovija gwida tal-għodda tal-magna wara t-tkessiħ jitnaqqas b'20%).

II. Metalli mhux ferrużi u l-ligi tagħhom (oqsma ta' applikazzjoni emerġenti)

1. Liga tat-titanju (Ti-6Al-4V, eċċ.)

Liga tat-titanju tirreferi għal varjetà ta' ligi magħmula bit-titanju u metalli oħra. It-titanju huwa metall strutturali importanti żviluppat fis-snin ħamsin, b'saħħa tal-liga tat-titanju, reżistenza għall-korrużjoni, u reżistenza għolja għas-sħana.

Karatteristiċi tat-twebbis: It-tisħin bil-lejżer jippromwovi l-formazzjoni ta' martensite supersaturata fuq il-wiċċ, u l-ebusija tiżdied minn 300 HV għal 500~600 HV, filwaqt li tinżamm reżistenza tajba (adattata għat-tisħiħ tax-xafra tal-magna tal-ajru).

  Diffikultà teknika: Liga tat-titanju għandha riflettività għolja tal-lejżer (madwar 70%), għalhekk għandu jintuża trattament minn qabel tal-wiċċ (bħal sandblasting) jew lejżer ultravjola (tul ta' mewġa 355nm, riflettività taħt it-30%).

2. Liga tal-aluminju (serje 2xxx, serje 7xxx)

Dan huwa materjal ta' liga bbażat fuq l-aluminju li fih elementi miżjuda bħar-ram, is-silikon, il-manjeżju, iż-żingu, u l-manganiż. Permezz ta' aġġustamenti tal-proporzjon tal-elementi, jifforma s-serje 1XXX sa 8XXX li tkopri l-aluminju pur industrijali u l-ligi tal-aluminju-ram. Is-sistema tal-kodiċi tal-istat tiegħu hija bbażata fuq ħames stati fundamentali inklużi F (magni ħielsa) u O (ittemprar), b'kodiċijiet dettaljati bħal T6 li jippermettu kontroll preċiż tal-proprjetajiet tas-saħħa u r-reżistenza għall-korrużjoni.

Mekkaniżmu ta' tifi: It-tisħiħ tas-soluzzjoni solida jinkiseb permezz ta' tisħin rapidu tal-lejżer, u l-fażi preċipitat metastabbli tiġi ffurmata wara t-tkessiħ awtomatiku (pereżempju, l-ebusija tal-liga tal-aluminju 7075 tiżdied minn 150 HV għal 220 HV wara t-tkessiħ).

Limitazzjonijiet tal-applikazzjoni: Liga tal-aluminju għandha konduttività termali qawwija (il-konduttività termali hija madwar 200 W/m K), laser ta' qawwa għolja (≥2 kW) huwa meħtieġ biex tiġi żgurata l-effiċjenza tat-tisħin, u huwa faċli li tipproduċi deformazzjoni tal-istress termali.

3. Ligi tal-landa (ram isfar, bronż)

Din hija liga magħmula minn ram pur b'element addizzjonali wieħed jew aktar. Applikazzjonijiet: Twebbis tal-wiċċ ta' komponenti reżistenti għall-użu (eż., berings, valvi). Wara t-tkessiħ bil-lejżer, il-wiċċ jifforma struttura nanokristallina, u żżid l-ebusija b'15% sa 30%. Madankollu, it-temperatura tat-tisħin trid tiġi kkontrollata biex tevita t-trattib tal-matriċi tar-ram.

III. Materjali Funzjonali Speċjali

1. Materjali tal-Metallurġija tat-Trab (eż., komponenti metallurġiċi tat-trab ibbażati fuq il-ħadid u r-ram) Vantaġġi: L-istruttura poruża tista' taħżen żejt lubrikanti, bil-wiċċ isir aktar dens wara t-tkessiħ bil-lejżer. L-ebusija tiżdied minn 20-30 HRC għal 50-55 HRC, u b'hekk ikunu adattati għal bearings li jillubrikaw lilhom infushom.

2. Materjali tal-Kisi tal-Wiċċ (eż., kisi bl-isprej termali u saffi tal-kisi) Applikazzjonijiet Tipiċi: Wara t-tkessiħ bil-lejżer tal-kisi WC-Co sprejjat fuq uċuħ tal-azzar tal-karbonju, tiġi ffurmata struttura komposta ta' "matriċi tal-martensite + fażi tal-karbur tas-siment", li tikseb ebusija li taqbeż l-1000 HV. Dawn il-materjali jintużaw f'komponenti reżistenti għall-użu tal-makkinarju tal-minjieri.

IV. Materjali mhux adattati għat-tkessiħ bil-lejżer

Azzar b'livell baxx ta' karbonju (kontenut ta' karbonju Minħabba kontenut insuffiċjenti ta' karbonju, it-trasformazzjoni martensitika hija minima, u tirriżulta f'effetti ħżiena ta' twebbis (żieda fl-ebusija

Azzar inossidabbli awstenitiku pur (eż., 316L): Nieqes mill-kapaċità ta' trasformazzjoni martensitika. It-tisħin bil-lejżer jikkawża biss twebbis tax-xogħol b'titjib limitat fl-ebusija (madwar 15% -20%).