[0001] Předložený vynález se týká oblasti laserové aditivní opravárenské technologie a konkrétně laserového plátovacího materiálu a laserového plátovacího způsobu pro zpevnění strojní řezačky štítu.

Štítové stroje jsou široce používány při stavbě různých tunelových projektů. Štítová strojní fréza působí přímo na povrch výkopu. Vzhledem ke svému drsnému pracovnímu prostředí, nestabilnímu zatížení a velkému nárazovému zatížení je jednou z nejsnáze poškozených částí během procesu výkopu. Při práci na složitém skalním povrchu se pro zajištění staničního cíle lámání horniny zvyšuje mechanický tah a opotřebení frézy je velmi vážné. Zároveň je vzhledem ke složitosti pracovního prostředí štítového stroje uvažována i rázová houževnatost frézy. Mechanické vlastnosti stávající frézy dosáhly špičkové hodnoty a je obtížné je dále zlepšovat. Podle analýzy teorie tření a opotřebení zvýšení tvrdosti zlepší odolnost frézy proti opotřebení. V současné době je hlavní metodou úpravy nástroje nanesení povlaku odolného proti opotřebení.

Jako vznikající technologie zpevňování s vysokým stupněm volnosti lze technologii laserového opláštění použít pro zpevňování dílů, opravy a repasování dílů atd. Kombinace rychlého ohřevu a rychlého chlazení může účinně pomoci zdokonalit organizaci a zlepšit účinek zpevnění; míra ředění povlaku je nízká, což dále zajišťuje, že výkon povlaku je v souladu s původním záměrem návrhu; s povlakem lze snadno dosáhnout metalurgického spojení, což zajišťuje spolehlivost nástroje v budoucích operacích; tvrdé částice odolné proti opotřebení zlepšují tvrdost a odolnost proti opotřebení, přičemž řídí podíl houževnaté pojivové fáze, aby se zlepšila houževnatost a zabránilo se křehkosti. Proces laserového plátování je však omezen výkonem kompozitních práškových materiálů a plátovací vrstva je náchylná k defektům, jako jsou praskliny a vměstky, což omezuje použití laserové opláštění v oboru posilování řezače štítových strojů. V kombinaci s teoretickou podporou mechanismu lámání hornin frézy, parametry hornin a stávajícím výzkumem povlakové vrstvy odolné proti opotřebení jsou analyzovány specifické požadavky frézy štítového stroje na pevnost, houževnatost a odolnost proti opotřebení. Vzhledem k tomu, že deska štítového stroje má přísné požadavky na houževnatost a odolnost proti opotřebení, je nutné použít materiál laserové plátovací vrstvy s duálním mechanismem tuhé vazebné fáze a tvrdých částic odolných proti opotřebení. S rostoucím hmotnostním podílem tvrdých otěruvzdorných částic se však faktory ovlivňující výkon obkladové vrstvy komplikují a zvyšuje se místní koncentrace napětí a zdroje trhlin.

Stručně řečeno, za předpokladu zajištění dobrého lepení a vynikajícího výkonu při následném zpracování povlakové vrstvy varné desky je naléhavým problémem, který je třeba vyřešit, získání silného a houževnatého slitinového povlaku, který vyhovuje použití štítového stroje. S ohledem na to je předložený vynález speciálně navržen.

Aby se vyřešily výše uvedené problémy, předkládaný vynález poskytuje laserový plátovací materiál a způsob laserového plátování pro zpevnění desky štítového stroje pro vyřešení výše uvedených problémů. Jádrem tohoto vynálezu je: smícháním velkozrnného sférického karbidu wolframu (průměr 50 μm-100 μm) a malozrnného kulového karbidu wolframu (průměr 20 μm-45 μm) s práškem slitiny na bázi železa a následným pokrytím povrchu varné desky řízením poměru celkového karbidu wolframu (WC) a úpravou poměru velkých a malých částic se maximalizují výhody každého rozsahu velikosti částic sférického karbidu wolframu a celkově se zlepší mechanické vlastnosti plátovací vrstvy. Částice WC mají vysokou tvrdost a odolnost proti opotřebení. Jako tvrdá fáze v kompozitním povlaku může jeho vlastní vysoká tvrdost (přes 2000 HV0.3) a ochranný efekt, který přináší, účinně zpevnit krycí vrstvu. Když však hmotnostní podíl karbidu wolframu v povlakové vrstvě na bázi železa překročí 50 %, citlivost k prasklinám prudce vzroste. Proto, aby byly splněny požadavky na použití varné desky stroje se štítem, je třeba kontrolovat hmotnostní podíl karbidu wolframu. Matrice materiálu využívá vysoce pevný slitinový prášek na bázi železa, aby se získal zpevňující materiál pro laserové obložení varné desky, který šetří materiály kobalt/nikl.

Aby se dosáhlo výše uvedeného účelu, předkládaný vynález přijímá následující technické schéma:

25. Laserový povlakový materiál pro zpevnění varné desky štítového stroje, obsahující základní vrstvu a vrstvu odolnou proti opotřebení nanesenou na základní vrstvě; základní vrstva je pokryta práškem kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I, prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I obsahuje sférický karbid wolframu I a prášek slitiny na bázi železa I, hmotnostní procento sférického karbidu wolframu I je 35 %-65 %, hmotnostní procento prášku slitiny na bázi železa I je 75 %-3.5 %, poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu ve sférickém karbidu wolframu I je 1:2.5- 1:0.07, prášek slitiny na bázi železa I obsahuje C, Si, Cr, Ni, Mo, Mn, Fe, hmotnostní procento C je 0.13 %-1.2 %, hmotnostní procento Si je: 2 %-21 ​​% hmotnostní procento Cr je: 28 %-12 %, hmotnostní procento Ni je: 20 %-0 %, hmotnostní procento Mo je: 7 %-1.3 %, hmotnostní procento Mn je: 0.7 %-1.3 % a zbytek je Fe;

Vrstva odolná proti opotřebení je tvořena povlakem práškové kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa II, prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa II obsahuje sférický karbid wolframu II a prášek slitiny na bázi železa II, hmotnostní procento sférického karbidu wolframu II je 35%-45%, hmotnostní procento prášku slitiny na bázi železa I je 55%-65%, poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu ve sférickém karbidu wolframu II je 1: 1-1.4:1, prášek slitiny na bázi železa II obsahuje C, Si, Cr, Ni, Mo, Mn, Fe, hmotnostní procento C je 0.07 %-0.13 %, hmotnostní procento Si je: 1.2 %- 2 %, hmotnostní procento Cr je: 21 %-28 %, hmotnostní procento Ni je: 12 %-20 %, hmotnostní procento Mo je: 0.7 %-1 %, hmotnostní procento Mn je : 3 %-0.7 % a zbytek je Fe.

Dále, hmotnostní procento sférického karbidu wolframu I je 30 %, hmotnostní procento prášku slitiny na bázi železa I je 70 %, poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu ve sférickém wolframu karbid I je 3:1, hmotnostní procento C v prášku slitiny na bázi železa I je: 0.1 %, hmotnostní procento Si je: 1.6 %, hmotnostní procento Cr je: 23 %, hmotnostní procento Ni je: 14 %, hmotnostní procento Mo je: 1 %, hmotnostní procento Mn je: 1 % a zbytek je Fe.

Dále, hmotnostní procento sférického karbidu wolframu II je 40 %, hmotnostní procento prášku slitiny na bázi železa II je 60 %, poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu ve sférickém wolframu karbid II je 55:45, hmotnostní procento C v prášku slitiny na bázi železa II je: 0.1 %, hmotnostní procento Si je: 1.6 %, hmotnostní procento Cr je: 23 %, hmotnostní procento Ni je: 14 %, hmotnostní procento Mo je: 1 %, hmotnostní procento Mn je: 1 % a zbytek je Fe.

Dále, velkozrnný sférický karbid wolframu je částice karbidu wolframu o průměru 50μm-100μm a malozrnný sférický karbid wolframu je částice karbidu wolframu o průměru 20μm-45μm. Předkládaný vynález také poskytuje způsob laserového plátování pro laserový plátovací materiál, jak je popsán výše, nejprve s použitím práškové kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa jako základní vrstvy, která má být plátována na povrch desky štítového stroje, a poté plátování železem. na bázi práškové kompozitní slitiny karbidu wolframu II na horním povrchu základní vrstvy jako vrstva odolná proti opotřebení.

Dále metoda konkrétně zahrnuje následující kroky:

Krok 1, předúprava podkladu
Použijte úhlovou brusku k odstranění oxidů na povrchu substrátu, použijte brusný papír k broušení povrchu, který má být plátován, dokud nebude plátovaná plocha hladká, a poté použijte aceton k vyčištění a vysušení, abyste odstranili povrchový olej a zbytkové nečistoty;

Krok 2, předúprava prášku
Prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I a prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa II se umístí do vakuové sušící pece za účelem tepelné konzervace a sušení;

Krok 3, základní vrstva laserového obložení
Přivádění prášku využívá koaxiální způsob podávání prášku dvouhlavňového podavače prášku a sušený prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I a prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa II jsou umístěny v různých sudech pro podávání prášku s práškem. podavač a prášková skvrna je nastavena tak, aby se sbíhala v poloze laserové skvrny;
Používá se vysoce výkonný polovodičový laser a mechanické rameno a naklápěcí polohovadlo se používají ke koordinovanému nastavení relativní polohy laseru a varné desky a realizaci otáčení varné desky, nastavení režimu laseru a ohniskové vzdálenosti a opláštění dvou vrstvy práškové kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I na povrchu varné desky pod dobrou argonovou ochrannou atmosférou pro přípravu základní vrstvy laserového plátování;

Krok 4, laserová vrstva odolná proti opotřebení
Povrch základní vrstvy je vyleštěn a zploštěn a povrchové cizí látky jsou odstraněny. Po dokončení úpravy je na vrchní části základní vrstvy připravena vrstva obkladové vrstvy za použití práškové kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa II.

Dále je substrátem v kroku 1 ocel H13.
Dále parametry procesu laserového plátování v kroku 3 jsou: výkon laserového plátování je 1400 W, průměr bodu je 4 mm, rychlost skenování je 600 mm/min, míra překrytí je 40 %, rychlost podávání prášku je 10.8 g/min, ochranný plyn: argon, plyn pro přívod prášku: argon, průtok ochranného plynu je 12 l/min a tloušťka základní vrstvy je připravena na 1 mm.
Dále parametry procesu laserového plátování v kroku 4 jsou: výkon laserového plátování je 1400 W, průměr bodu je 4 mm, rychlost skenování je 420 mm/min, míra překrytí je 40 %, rychlost podávání prášku je 10.8 g/min, ochranný plyn: argon, plyn pro přívod prášku: argon, průtok ochranného plynu je 12 l/min a vrstva odolná proti opotřebení je připravena na 1 mm.

Příznivé účinky předkládaného vynálezu jsou následující:
Předkládaný vynález poskytuje laserový plátovací materiál a způsob laserového plátování pro zpevnění odvalovací frézy štítového stroje. Slitina na bázi železa je spojovací fází s dobrou odolností proti praskání a vynikající smáčivostí substrátu řezného prstence. Ve srovnání s vazebnými fázemi slitin na bázi niklu a slitin na bázi kobaltu jde o vysoce nákladově efektivní volbu. Zároveň může být díky své silné schopnosti držet vazebnou fázi lépe synergicky zpevněna částicemi karbidu wolframu. Kulový karbid wolframu je zvolen tak, aby se snížilo napětí v rohu způsobené tvarem karbidu wolframu. Částice karbidu wolframu o průměru 20 μm-45 μm jsou malé velikosti, mají velkou plochu rozhraní s kovovou matricí, zvyšují efekt rozhraní a jsou rovnoměrně distribuovány. Částice karbidu wolframu o průměru 50μm-100μm mohou poskytnout lepší zpevňující účinky a zvýšit únosnost obkladové vrstvy.

Za prvé, když se smíchá vysoká hmotnostní frakce 50 μm-100 μm prášku karbidu wolframu s menší hmotnostní frakcí 20 μm-45 μm prášku karbidu wolframu, dobrá houževnatost matricové slitiny může být do určité míry zachována, zatímco pevnost a tvrdost budou stále zlepšovat. Vzhledem k tomu, že aglomerace prášku karbidu wolframu 50 μm-100 μm ve vrstvě laserového plátování je nižší než aglomerace prášku karbidu wolframu o velikosti 20 μm-45 μm, liší se od zjevného jevu místního vytvrzování způsobeného použitím samotného velkozrnného prášku karbidu wolframu k přípravě laseru. obkladová vrstva. Kombinace s malým množstvím drobnozrnného 20μm-45μm prášku karbidu wolframu může lépe vyplnit mezery a podpořit rovnoměrnost kvality směsi. Proto je prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I vhodný pro přípravu základní vrstvy, která hraje zpevňující roli v kompozitním laserovém povlaku.

Za druhé, když se smísí prášek karbidu wolframu 50 μm-100 μm a prášek karbidu wolframu 20 μm-45 μm podobných poměrů, objeví se vyšší průměrná tvrdost a také se dosáhne vyšší pevnosti, což může výrazně zlepšit odolnost štítového stroje proti opotřebení. řezací kroužek. Na základě této výkonnostní charakteristiky je prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa II vhodný pro přípravu vrstvy odolné proti opotřebení povrchové vrstvy kompozitního laserového povlaku.

Aby se jasněji ilustrovalo konkrétní schéma implementace způsobu podle předkládaného vynálezu, bude konkrétní schéma implementace představeno ve spojení s doprovodnými obrázky.
Obrázek 1 je snímek vybraného slitinového prášku ze skenovacího elektronového mikroskopu: (a) je makroskopická morfologie prášku slitiny na bázi železa; (b) je makroskopická morfologie částic karbidu wolframu smíšené velikosti; c) je makroskopická morfologie částic karbidu wolframu o velikosti 20–45 μm; d) je makroskopická morfologie částic karbidu wolframu o velikosti 50–150 μm;

Obrázek 2 je metalografický snímek práškové laserové plátovací vrstvy kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa;

Obrázek 3 je snímek kompozitní povlakové vrstvy na bázi karbidu wolframu ze skenovacího elektronového mikroskopu;

Obrázek 4 je schematický diagram výsledků testu tvrdosti práškové laserové plátovací vrstvy kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa;

Obrázek 5 je vývojový diagram opláštění nožového prstence;

Obrázek 6 je schematický diagram zařízení pro opláštění nožového prstence.

Na obrázku: 1 je flexibilní laserový zpracovatelský systém o výkonu 6 kW, 2 je deska štítového stroje a 3 je polohovadlo.

Konkrétní způsob implementace
Předkládaný vynález je dále popsán pomocí specifických provedení, ale rozsah ochrany předkládaného vynálezu není omezen na toto.
V následujících příkladech jsou všechny prášky slitin na bázi železa připraveny stejným způsobem atomizace a prosety, aby se získaly prášky o velikosti částic 50-100 um. Morfologie prášku je znázorněna na obrázku 1(a). Karbid wolframu v následujících příkladech je celý sférický litý karbid wolframu, jak je znázorněno na obrázku 1(b); sférický karbid wolframu s malými částicemi má velikost částic 20 μm-45 μm, jak je znázorněno na obrázku 1(c); prášek z karbidu wolframu s velkými částicemi má velikost částic 50 μm-100 μm, jak je znázorněno na obrázku 1(d). Prášek slitiny na bázi železa a karbid wolframu se mísí pomocí vakuového kulového mletí.

Příklad 1
Laserový povlakový materiál v tomto provedení obsahuje základní vrstvu a vrstvu odolnou proti opotřebení nanesenou na základní vrstvě. Základní vrstva je pokryta práškem kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I. Prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I zahrnuje sférický karbid wolframu I a prášek slitiny na bázi železa I. Kulový karbid wolframu I tvoří 30 %, železo- slitinový prášek na bázi I představuje 70 % a poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu ve sférickém karbidu wolframu I je 3:1;
Vrstva odolná proti opotřebení je pokryta práškovou kompozitní slitinou karbidu wolframu na bázi železa II. Kompozitní slitinový prášek II na bázi karbidu wolframu obsahuje sférický karbid wolframu II a prášek slitiny na bázi železa II. Sférický karbid wolframu II představuje 40 %, prášek slitiny na bázi železa II tvoří 60 % a poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu je 55:45.
Výše uvedený prášek slitiny na bázi železa I a prášek slitiny na bázi železa II používají stejný prášek slitiny na bázi železa a hmotnostní procento složení je C: 0.1 %, Si: 1.6 %, Cr: 23 %, Ni: 12 %, Mo: 1 %, Mn: 1 % a zbytek je Fe.
Výše zmíněný velkozrnný sférický karbid wolframu je částice karbidu wolframu o průměru 50μm-100μm a malozrnný sférický karbid wolframu je částice karbidu wolframu o průměru 20μm-45μm.
Jednoprůchodový laserový test zpevnění povlaku byl proveden na materiálu substrátu desky štítového stroje a konkrétní provozní metoda je následující:
Předúprava obkladového podkladu: Jako podklad obkladu se používá řezací kroužek varné desky a specifickým materiálem je ocel H13. S odkazem na obrázek 6, řezný kroužek je upnut na polohovači a povrchový oxid je odstraněn úhlovou bruskou. Povrch, který má být pokryt, se postupně vyleští brusným papírem 80 mesh, 240 mesh a 500 mesh a poté se očistí a vysuší acetonem, aby se odstranily zbytky oleje a reziduální rzi na povrchu.
Předúprava povlakového prášku: Prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I a prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa II vložte do vakuové sušárny při 130 °C na 2 hodiny. Prášek je podáván koaxiálním způsobem podávání prášku dvouhlavňovým podavačem prášku. Vysušený prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I a prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa II jsou umístěny v různých sudech pro podávání prášku podavače prášku a skvrny prášku jsou nastaveny tak, aby se sbíhaly v poloze laserového bodu.
Proces opláštění základní vrstvy: Nastavte rychlost polohovače tak, aby vnější obvodová rychlost otáčení varné desky byla rovna 600 mm/s, rychlost podávání prášku byla 10.8 g/min, výkon laseru byl 1400 W, tloušťka základní vrstvy byla připravena k asi 1 mm, ochranným plynem je argon, plynem pro přívod prášku je argon a průtok ochranného plynu je 12 l/min. Po každé vrstvě obkladu znovu upravte ohniskovou vzdálenost, aby se světlé skvrny prášku sbíhaly. Opláštění dvěma vrstvami základní vrstvy.
Proces opláštění vrstvou odolnou proti opotřebení: Povrch základní vrstvy je vyleštěn a zploštěn a cizí látky na povrchu jsou odstraněny; po ošetření se připraví vrstva odolná proti opotřebení. Na vrchní části základní vrstvy jsou připraveny dvě vrstvy obkladových vrstev pomocí práškové kompozitní slitiny na bázi karbidu wolframu II. Rychlost polohovače je nastavena tak, aby vnější obvodová rychlost otáčení varné desky byla rovna 600 mm/s, rychlost podávání prášku 10.8 g/min, výkon laseru 1400 W a byla připravena vrstva odolná proti opotřebení. Tloušťka otěruvzdorné vrstvy je připravena na cca 1 mm.
Následné zpracování: Obkladová vrstva po opláštění je podrobena zjišťování vad zbarvení. Výsledky detekce vad ukazují, že v povlaku nejsou žádné zjevné defekty trhlin a plátovací vrstva má dobrou kvalitu. Nožový prstenec se po plátování umístí do pece pro tepelné zpracování při 260 °C na 4 hodiny a poté se ochladí v peci, aby se odstranilo zbytkové napětí způsobené různými poměry smrštění materiálu během laserového plátování. Jednoprůchodová plátovací vrstva na povrchu varné desky je vzorkována řezáním drátem. Následně byla provedena metalografická pozorování a pozorování pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu na vazbu karbidu wolframu ve vrstvě obložení varné desky po plátování. Výsledky jsou znázorněny na obrázcích 2 a 3. Karbid wolframu je dobře vázán v matrici a má hustou strukturu. Tvar karbidu wolframu zůstává kulový. Fenomén tepelného poškození karbidu wolframu při tomto procesu je účinně kontrolován a tvorba křehkých fází je omezena. Tvrdost vzorku byla testována a výsledky jsou uvedeny na obrázku 4. Tvrdost je výrazně lepší ve srovnání se substrátem.

Příklad 2
V tomto provedení laserový plátovací materiál obsahuje základní vrstvu a vrstvu odolnou proti opotřebení nanesenou na základní vrstvě. Základní vrstva je pokryta práškem kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I. Prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I obsahuje sférický karbid wolframu I a prášek slitiny na bázi železa I. Kulovitý karbid wolframu I tvoří 25 %, Prášek slitiny na bázi železa I představuje 75 % a poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu ve sférickém karbidu wolframu I je 3.5:1.
Otěruvzdorná vrstva je tvořena plátováním práškovou kompozitní slitinou karbidu wolframu na bázi železa II. Prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa II obsahuje sférický karbid wolframu II a prášek slitiny na bázi železa II. Sférický karbid wolframu II představuje 35 %, prášek slitiny na bázi železa II tvoří 65 % a poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu je 1:1.
Výše uvedený prášek slitiny na bázi železa I a prášek slitiny na bázi železa II používají stejný prášek slitiny na bázi železa a hmotnostní procento složení je C: 0.07 %, Si: 1.2 %, Cr: 28 %, Ni: 14 %, Mo: 1 %, Mn: 1.3 % a zbytek je Fe.
Výše zmíněný velkozrnný sférický karbid wolframu je částice karbidu wolframu o průměru 50μm-100μm a malozrnný sférický karbid wolframu je částice karbidu wolframu o průměru 20μm-45μm.
Metody zpracování prášku, přípravy vzorku a testování jsou uvedeny v příkladu 1. Po testování je tvrdost poměru prvků relativně vysoká, průměrná tvrdost vrstvy odolné proti opotřebení dosahuje 795HV0.3 a průměrná tvrdost základní vrstvy dosahuje 662HV0.3.

Příklad 3
Laserový povlakový materiál v tomto provedení obsahuje základní vrstvu a vrstvu odolnou proti opotřebení nanesenou na základní vrstvě. Základní vrstva je pokryta práškem kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I. Prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I obsahuje sférický karbid wolframu I a prášek slitiny na bázi železa I. Kulovitý karbid wolframu I tvoří 35 %, Prášek slitiny na bázi železa I představuje 65 % a poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu ve sférickém karbidu wolframu I je 2.5:1.
Otěruvzdorná vrstva je tvořena plátováním práškovou kompozitní slitinou karbidu wolframu na bázi železa II. Prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa II obsahuje sférický karbid wolframu II a prášek slitiny na bázi železa II. Sférický karbid wolframu II představuje 45 %, prášek slitiny na bázi železa II tvoří 55 % a poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu je 1.4:1.
Výše uvedený prášek slitiny na bázi železa I a prášek slitiny na bázi železa II používají stejný prášek slitiny na bázi železa a hmotnostní procento složení je C: 0.13 %, Si: 1.2 %, Cr: 21 %, Ni: 14 %, Mo: 0.7 %, Mn: 1 % a zbytek je Fe.
Výše zmíněný velkozrnný sférický karbid wolframu je částice karbidu wolframu o průměru 50μm-100μm a malozrnný sférický karbid wolframu je částice karbidu wolframu o průměru 20μm-45μm.
Způsoby zpracování prášku, přípravy vzorku a testování jsou uvedeny v příkladu 1. Po testování je průměrná tvrdost vrstvy odolné proti opotřebení 675 HV0.3 a průměrná tvrdost základní vrstvy je 507 HV0.3. Tento příklad má dobrou rázovou houževnatost.

Příklad 4
Laserový povlakový materiál v tomto provedení obsahuje základní vrstvu a vrstvu odolnou proti opotřebení nanesenou na základní vrstvě. Základní vrstva je pokryta práškem kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I. Prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I zahrnuje sférický karbid wolframu I a prášek slitiny na bázi železa I. Kulový karbid wolframu I tvoří 30 %, železo- slitinový prášek na bázi I představuje 70 % a poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu ve sférickém karbidu wolframu I je 3:1;
Vrstva odolná proti opotřebení je pokryta práškovou kompozitní slitinou karbidu wolframu na bázi železa II. Kompozitní slitinový prášek II na bázi karbidu wolframu obsahuje sférický karbid wolframu II a prášek slitiny na bázi železa II. Sférický karbid wolframu II představuje 40 %, prášek slitiny na bázi železa II tvoří 60 % a poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu je 55:45.
Výše uvedený prášek slitiny na bázi železa I a prášek slitiny na bázi železa II používají stejný prášek slitiny na bázi železa a hmotnostní procento složení je C: 0.1 %, Si: 2 %, Cr: 23 %, Ni: 20 %, Mo: 1 %, Mn: 0.7 % a zbytek je Fe.
Výše zmíněný velkozrnný sférický karbid wolframu je částice karbidu wolframu o průměru 50μm-100μm a malozrnný sférický karbid wolframu je částice karbidu wolframu o průměru 20μm-45μm.
Zpracování prášku, příprava vzorku a testovací metoda jsou uvedeny v příkladu 1. Po testování, když se zvyšuje podíl velkozrnného karbidu wolframu, relativní kontaktní plocha mezi karbidem wolframu a roztavenou lázní v krycí vrstvě se snižuje a tepelné poškození karbid wolframu je dále kontrolován.

Příklad 5
V tomto příkladu laserový plátovací materiál zahrnuje základní vrstvu a vrstvu odolnou proti opotřebení nanesenou na základní vrstvě. Základní vrstva je pokryta práškem kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I. Prášek kompozitní slitiny karbidu wolframu na bázi železa I zahrnuje sférický karbid wolframu I a prášek slitiny na bázi železa I. Kulový karbid wolframu I tvoří 35 %, železo- slitinový prášek na bázi I tvoří 65 % a poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu ve sférickém karbidu wolframu I je 2.5:1.
Vrstva odolná proti opotřebení je pokryta práškovou kompozitní slitinou karbidu wolframu na bázi železa II. Kompozitní slitinový prášek II na bázi karbidu wolframu obsahuje sférický karbid wolframu II a prášek slitiny na bázi železa II. Sférický karbid wolframu II představuje 45 %, prášek slitiny na bázi železa II tvoří 55 % a poměr velkozrnného sférického karbidu wolframu k malozrnnému sférickému karbidu wolframu je 1.4:1.
Výše uvedený prášek slitiny na bázi železa I a prášek slitiny na bázi železa II používají stejný prášek slitiny na bázi železa a hmotnostní procento složení je C: 0.1 %, Si: 1.6 %, Cr: 21 %, Ni: 14 %, Mo: 1.3 %, Mn: 1 % a zbytek je Fe.
Výše zmíněný velkozrnný sférický karbid wolframu je částice karbidu wolframu o průměru 50μm-100μm a malozrnný sférický karbid wolframu je částice karbidu wolframu o průměru 20μm-45μm.
Zpracování prášku, příprava vzorku a způsob testování jsou uvedeny v příkladu 1.
Pět vzorků provedení a substrát H13 bylo podrobeno testům detekce barevných vad a výsledky ukázaly, že plátovací vrstva neměla žádné vady makro trhlin; u každého provedení byl proveden Charpyho kyvadlový test houževnatosti a všechny výsledky energie absorbující náraz přesáhly materiál substrátu řezného prstence; byl proveden test kluzného tření a opotřebení při pokojové teplotě a data jsou uvedena v následující tabulce: Příklad 1 (7.95E-6), Příklad 2 (1.26E-5), Příklad 3 (2.80E-5), Příklad 4 (5.34E-5), Příklad 5 (3.90E-6), substrát H13 (1.83E-4).
Stručně řečeno, vrstva laserového obložení připravená práškem kompozitní slitiny na bázi železa může účinně zlepšit povrchový výkon varné desky, splnit provozní potřeby ve složitých horninových podmínkách, snížit spotřebu kovů, jako je nikl a kobalt, ušetřit čas výměna fréz při ražení štítu, zlepšení provozní účinnosti štítového stroje a dobré ekonomické výhody.