أخبار الشركة عن تطبيق التغليف بالليزر في إصلاح المكونات الجوية والفضاء: بديل لتصنيف الكروم

اليوم ، تتم دراسة تقنية الكسوة بالليزر في إصلاح قطع غيار الفضاء والفضاء لتحل محل طلاء الكروم. من خلال التجارب ، يتم التحقق من أن طبقة الكسوة لديها صلابة عالية وجدوى للمعالجة اللاحقة. أخيرًا ، تتم مقارنة تكسيد الليزر بتكنولوجيا طلاء الكروم التقليدية.

01

خلفية التطبيق

تواجه أدوات تصنيع الفضاء الجوي ، مثل التركيبات ، والخواتم ، وهياكل الدعم ، مشكلات في التآكل منذ فترة طويلة الناجمة عن معالجة المواد عالية القوة (مثل السبائك القائمة على النيكل وسبائك التيتانيوم). تستخدم طرق الإصلاح التقليدية في المقام الأول طلاء الكروم الصلب ، لكن هذا النهج له عيوب كبيرة:

① المخاطر البيئية: حلول حمض الكروم هي مادة مسرطنة وتنظم بدقة بموجب لوائح الوصول إلى الاتحاد الأوروبي ؛

② عيوب العملية: الطلاء عرضة للتقشر والفقاعات ، مما يتطلب دورات إعادة صياغة متعددة ؛

③ قيود السماكة: عادة ما يتجاوز الطلاء 1 مم ، مما يترك بدل غير كافٍ للآلات.

لمعالجة هذه المشكلات ، يتم اقتراح حل إصلاح جديد يتركز على تقنية الكسوة بالليزر (Cladding Laser ، LC). تستخدم هذه الطريقة عمليات تصنيع مضافة صديقة للبيئة وعالية الدقة لتجديد أسطح الأدوات وتعزيز أدائها. الميزات الفنية كما يلي:

أداء بيئي ممتاز

① يلغي تمامًا حمض الكروم ، باستخدام مساحيق معدنية كمواد طلاء ، مواءمة مع اتجاهات التصنيع الخضراء ؛

② العملية لا تحتوي على انبعاثات ضارة ، وتلبية المتطلبات التنظيمية للاتحاد الأوروبي.

الترابط المعدني

① يشكل الطلاء رابطة معدنية مع الركيزة من خلال آليات الانتشار ، مما يضمن عدم وجود عيوب مثل الفقاعات أو التقشير في الواجهة.

القدرة على التكيف مع الهياكل المعقدة

① قادرة على الإصلاحات متعددة الأبعاد على الأسطح المسطحة ، والأسطح الأسطوانية الخارجية ، والأسطح الأسطوانية الداخلية ، والتي تغطي هياكل الأدوات النموذجية ؛

② من خلال التحكم التعاوني الروبوت وتغذية المسحوق المائل (10 ° -30 °) ، يمكن أن يحل التحدي المتمثل في الكسوة في المساحات المحصورة.

بدل الآلات

① الكسوة متعددة الطبقات (على سبيل المثال ، 2 مم) يضمن بدل الآلات ، وتجنب مشكلات إعادة العمل الناجمة عن الطلاء التقليدي الرفيع للغاية.

02

الكسوة بالليزر: المواد والأساليب

المادة الأساسية: 40 ساعة من الصلب سبيكة منخفضة

الميزات: الصلابة 28-32 HRC ، التي تستخدم على نطاق واسع في تصنيع أدوات تصنيع محرك الهواء ، يمكن أن تلبي متطلبات القوة العالية ومقاومة التآكل العالية.

أساس الاختيار: أداء المعالجة الحرارية (تبريد + تقع) وتوافق مدخلات الحرارة الكسوية الليزرية للتأكد من أن الركيزة لا تشوه أو تصدع أثناء عملية الكسوة.

مادة الطلاء: مسحوق سبيكة نيكربسي

التكوين: قاعدة NI (CR 17 ٪ ، B 3.5 ٪ ، SI 4 ٪ ، C 1 ٪ ، Fe 4 ٪) ، توزيع حجم الجسيمات 15-53µm. اسم العلامة التجارية: Swiss Oerlikon Metco Metco 15F.

① النقل الذاتي: يمكن أن يقلل B و Si من نقطة الانصهار ، وتعزيز تدفق تجمع الذوبان ، ويقلل من الجزيئات غير المليئة بالحيوية.

② صلابة عالية: تشكل CR و C كربيدات صلبة ، مثل cr₇c₃ ، cr₃c₂ ، لتحسين مقاومة التآكل.

③ مقاومة الكراك: مصفوفة Ni تخفف من الإجهاد الحراري وتتجنب تكسير طبقة الكسوة.

متطلبات المنتج لعملية تكسيد الليزر

1. سماكة طبقة الكسوة أكبر من أو تساوي 1.5 ميكرون

2. صلابة طبقة الكسوة هي أكثر من 38 HRC

* المنتج المادي (يسار) ، رسومات تقنية (يمين)

نظام الكسوة بالليزر

الليزر: ليزر ، طراز LDF 4000-30 ، الطول الموجي 940-980nm.

نظام تغذية المسحوق: GTV PF Powder Feeder.

رأس الكسوة: Fraunhofer IWS Coxial Cladding Head ، قطر بقعة 3.5 مم.

Robot: REIS RV60-40 Robot + RDK-05 TABLE TABLE ، والذي يمكن أن يدرك التحكم في المسار المعقد.

عملية تحسين المعلمة

· المنطق: تعظيم ارتفاع وصدة طبقة الكسوة ، وتقليل عمق الانصهار والمنطقة المتأثرة الحرارية ، وتجنب ارتفاع درجة الحرارة وتليين الركيزة.

· المعلمات المثلى: قوة الليزر 1000W + معدل تغذية المسحوق 17.4 جم/دقيقة ، صلابة عالية (> 700 HV 1) ومعدل التخفيف المنخفض (<10 ٪).

* معلمات عملية الكسوة

* رسم تخطيطي لقياس طبقة الكسوة

استراتيجية الكسوة متعددة الطبقات متعددة الطبقات

تخطيط المسار

سطح مستوي (Clad A): مسار المسح التوازي ، معدل التداخل 50 ٪ ، الميل 10 ° لتجنب تراكم المسحوق.

سطح أسطواني خارجي (Clad B): مسار المسح الحلزوني ، التحكم المتزامن في الجدول الدوار ، يميل 10 درجة.

سطح أسطواني داخلي (Clad C): 30 درجة يميل في المساحة المحصورة ، اضبط زاوية تغذية المسحوق لضمان ثبات البركة المنصهرة.

التحكم في الطبقة: طبقتان من الكسوة ، سمك إجمالي قدره 2 مم ، لتجنب الشقوق الناجمة عن دورات حرارية متعددة.

المعالجة المصفوفة:

تلميع السطح: ورق الصنفرة إلى RA <1.6 ميكرون ، قم بإزالة طبقة الأكسيد وتلوث الزيت.

التنظيف: التنظيف بالموجات فوق الصوتية مع الأيزوبروبانول لضمان عدم وجود بقايا زيت.

بعد المعالجة

الدوران: يتم تشغيل الأسطح الأسطوانية المسطحة والخارجية على مخارط CNC.

الطحن: استخدم آلة طحن الثقب المركزي للأسطح الأسطوانية المسطحة والخارجية.

الطحن: طحن الأسطح الأسطوانية الداخلية على آلة طحن خاصة.

03

الكسوة بالليزر: معلمات العملية

تأثير قوة الليزر

تؤدي الطاقة العالية إلى توسيع تجمع الذوبان وتفاقم ذوبان الجسم الأساسي ، ولكن قد يتجاوز معدل التخفيف 20 ٪ ، مما يقلل من نقاء تكوين الطلاء.

أ) ارتفاع طبقة الكسوة ، ب) عرض طبقة الكسوة ، ج) عمق الانصهار ، د) يختلف عمق HAZ مع طاقة الليزر ومعدل تغذية المسحوق

معدل الصلابة والتخفيف

① عندما تكون طاقة الليزر 1000 واط ومعدل تغذية المسحوق 10.4 جم/دقيقة ، تصل الصلابة إلى ذروة 680 HV0.3. في هذا الوقت ، يكون معدل التخفيف منخفضًا (حوالي 10 ٪) ، ونسبة المرحلة الصعبة (Cr₇c₃ ، cr₃c₂) في الطلاء مرتفع.

② معدل التخفيف العالي (> 20 ٪) يؤدي إلى تسلل الحديد المصفوفة في الطلاء ، مما يشكل محلول الصلب FE-CR ، مما يضعف تأثير تعزيز الطور الصلب.

* تأثير معلمات العملية على الصلابة ومعدل التخفيف: أ) صلابة ، ب) معدل التخفيف

تأثير معدل تغذية المسحوق

سيؤدي معدل تغذية المسحوق المفرط (> 17.4 جم/دقيقة) إلى المزيد من الجزيئات غير المليئة بالمرض وتقلل من كثافة الطلاء.

* العلاقة بين معدل تغذية المسحوق وارتفاع الكسوة ذات القنوات المفردة: عندما تكون طاقة الليزر أقل من 1000 واط ، يزيد معدل تغذية المسحوق ويزيد ارتفاع الكسوة اللوغاريتميين

استراتيجية الكسوة متعددة الطبقة

مع معدل تداخل بنسبة 50 ٪ وطبقتين من الكسوة ، فإن السماكة الإجمالية 2 مم. على الرغم من أن ارتفاع طبقة واحدة محدودة ويمكن أن تلبي طبقات متعددة متطلبات بدل الآلات ، يجب التحكم في المدخلات الحرارية لتجنب تليين المصفوفة (عمق HAZ <200 ميكرون).

* سمك الطلاء السطحي: سمك الطلاء من الطائرة ، السطح الأسطواني الخارجي والسطح الأسطواني الداخلي 2 مم

* العيوب المحلية على سطح المنتج بعد الكسوة: أ) نقاط بدء وإنهاء مقعرة وإنهاء في الكسوة الخارجية ، ب) ظاهرة التصاق المسحوق على السطح الداخلي

04

المعالجة الميكانيكية وتحليل العيب

تصنيع جلخ

جودة السطح: خشونة السطح RA = 0.272μm بعد الطحن ، والتي تلبي متطلبات أدوات الطيران RA <1.25μm. لم يتم العثور على تشققات عندما كان عمق الطحن 0.4 مم.

المزايا: الطحن يزيل المواد من خلال القطع الدقيقة ، وتجنب أحمال التأثير على الطلاءات عالية الصلابة (حوالي 750 HV1) وتقليل خطر التكسير.

الدوران والطحن

ارتداء الأداة: عند قلب السطح الأسطواني الخارجي ، ستقوم حافة الأداة الصلبة بأداة الصلب بعد قطع 0.3 مم. والسبب هو أن صلابة الطلاء عالية ، مما يؤدي إلى إجهاد القص المفرط.

عيوب السطح: عند طحن السطح الأسطواني الداخلي ، تظهر الشقوق المحلية في الطلاء. السبب الرئيسي يرتبط بتأثير اقتران الإجهاد المتبقي في طبقة الكسوة واهتزاز القطع.

* الطائرة والسطح الأسطواني الخارجي بعد الدوران: تشقق الطلاء والرقائق غير النظامية

* ارتداء الأداة: أ) سطح أسطواني خارجي بعد الدوران ، ب) كسر حافة الشفرة الصلب

* سطح أسطواني خارجي مصقول: تحسنت خشونة السطح ، ولكن لا تزال خدوش صغيرة مرئية

* سطح أسطواني داخلي مطحون: صدع محلي للطلاء واهتزاز الطحن وعمل اقتران الإجهاد المتبقي

معالجة اقتراحات المعلمة

الدوران: مطلوب أدوات صلابة حمراء أعلى مثل CBN أو الطلاء الماس ، تستكمل من قبل المبرد لتقليل الإجهاد الحراري.

الطحن: قلل من التغذية لكل سن واستخدم استراتيجية الطحن عالية السرعة لقمع الاهتزاز.

05

البنية المجهرية وتحليل الطور

واجهة الترابط المعدني

SEM: لا توجد مسام أو تشققات في الواجهة بين طبقة الكسوة والركيزة ، والتي تظهر انتقالًا مستمرًا. تشكل الركيزة 40HM الصلب martensite بسبب التبريد السريع ، في حين أن المنطقة بعيدة عن الواجهة يتم تخفيفها من martensite.

آلية الانتشار: عناصر NI و CR في تجمع الذوبان المنتشر إلى المصفوفة ، وتشكل منطقة انتشار متبادلة حوالي 5μm ، مما يعزز قوة الترابط بين الوجه.

* الركيزة والطلاء مرتبطة بالمعادن ، ولا توجد مسام أو تشققات في الواجهة

Microstructure: A) Martensite Base ، B) نمو dendrite في منطقة الانتقال ، ج) توزيع التشعبات الطلاء والمرحلة الصعبة

* توزيع الصلابة وتحول مرحلة المصفوفة: صلابة منطقة الكسوة هي 754-762HV1 ، صلابة المصفوفة القريبة

06

ملخص التطبيقات الهندسية

استبدال العملية

بالنسبة للمنتجات المحدودة حسب اللوائح أو الدقة العالية ، يتم إعطاء الأولوية إلى الكسوة بالليزر واستبدال طلاء الكروم. يتم اختيار المساحيق المناسبة لأخذ في الاعتبار صلابة ومقاومة الكراك.

تحسين المعلمة

① من خلال المعايرة التجريبية ذات القناة الواحدة ، يتم التحكم في معدل التخفيف ليكون أقل من 10 ٪ لتجنب تليين المصفوفة.

② عند الكسوة متعددة الطبقات ، قم بحجز بدل طحن 0.3-0.5 مم.

الوقاية من العيوب والسيطرة عليها

طحن الركيزة ، وإزالة بقع الزيت السطحي بدقة ، والقضاء على المسام ؛ مسحوق قبل التجفيف في البيئة الرطبة.

هذا للرجوع إليه فقط!

* ملاحظة: المقارنة بين الكسوة بالليزر وطلاء الكروم التقليدي

كسى الليزر مقابل طلاء الكروم: تحليل مقارن
الجزء 1: مبدأ العملية والتأثير البيئي
البعد	طلاء الكروم التقليدي	كسى الليزر (LC)
مبدأ العملية	الترسب الكهروكيميائي: تم تخفيض CR⁺⁺ إلى الكروم المعدني في محلول حمض الكروم (سمك <1 مم).	الترابط المعدني: يذوب الليزر الركيزة والمسحوق المعدني (على سبيل المثال ، NICRBSI) لتشكيل طبقة مرتبطة بالانتشار (سمك ≤2 مم).
التأثير البيئي	السمية: يستخدم حلول CR⁶⁺ CARCINOGENIC. النفايات: التحييد/الترشيح المعقدة المطلوبة.	غير سامة: مساحيق معدنية (مثل ، نيكربسي). الصفر النفايات السائلة: استخدام المسحوق> 90 ٪.
القيود التنظيمية	الاتحاد الأوروبي يقيد الاستخدام الصناعي.	لا قيود. مصنفة على أنها تقنية "إعادة التصنيع الخضراء".

كسى الليزر مقابل طلاء الكروم: تحليل مقارن
الجزء 2: آلية الأداء والترابط
البعد	طلاء الكروم التقليدي	كسى الليزر (LC)
آلية الترابط	الترابط الميكانيكي (الامتزاز المادي) ؛ عرضة للتخلص.	الترابط المعدني مع الانتشار الأولي. القوة البينية ≈ المادة الركيزة.
صلابة وارتداء	صلابة: 800-1000 HV (هش). ارتداء المقاومة تعتمد على سمك.	صلابة: 700–760 HV (Nicrbsi). مراحل cr₇c₃/cr₃c₂ تعزز مقاومة التآكل.
أنواع العيوب	قفزة (تلوث). delamination (الإجهاد).	المسامية (تغذية مسحوق غير متساوية). microcracks (التراكم الحراري ؛ قابلة للإصلاح عبر المعلمات).

كسى الليزر مقابل طلاء الكروم: تحليل مقارن
الجزء 3: مرونة العملية وكفاءة التكلفة
البعد	طلاء الكروم التقليدي	كسى الليزر (LC)
توافق العملية	يقتصر على الطحن. الدوران/الطحن يسبب التقشير.	متوافق مع الطحن/الدوران/الطحن (أدوات محسنة مثل CBN). إصلاحات قابلة للتكرار.
هيكل التكلفة	انخفاض تكلفة الوحدة للكجم (> 5 قطع) ، ولكن ارتفاع تكاليف معالجة النفايات.	لا رسوم العفن. مثالية للدفعات الصغيرة.
أوضاع الفشل	delamination يعرض الركيزة.	التآكل الموضعي الإصلاحات المستهدفة ممكنة.

كسى الليزر مقابل طلاء الكروم: تحليل مقارن

الجزء 4: سيناريوهات التطبيق العملي

حانة وقت : 2025-03-31 17:39:02 >> أخبار قائمة ميلان إلى جانب تفاصيل الاتصال Taiyi Laser Technology Company Limited اتصل شخص: Ms. Coco الهاتف :: +86 13377773809 إرسال استفسارك مباشرة لنا (0 / 3000) حول معلومات عنا جولة في المعمل مراقبة الجودة اتصل بنا أخبار خريطة الموقع آلة القطع بالليزر آلة قطع ألياف الليزر المعدنية الأوتوماتيكية 6 نظام ذراع روبوت المحور بطارية قشرة الآلية لقطع الليزر الألياف 120M / MIN ترك رسالة سياسة الخصوصية | الصين جيّد جودة آلة اللحام بالليزر المزود. © 2017 - 2025 taiyilaser.com. All Rights Reserved.