Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται στο πεδίο της τεχνολογίας επισκευής πρόσθετων λέιζερ, και συγκεκριμένα σε ένα υλικό επένδυσης λέιζερ και μια μέθοδο επένδυσης λέιζερ για την ενίσχυση ενός κοπτικού μηχανής θωράκισης.

Οι μηχανές ασπίδας χρησιμοποιούνται ευρέως στην κατασκευή διαφόρων έργων σήραγγας. Η μηχανή κοπής θωράκισης δρα απευθείας στην επιφάνεια εκσκαφής. Λόγω του σκληρού περιβάλλοντος εργασίας, του ασταθούς φορτίου και του μεγάλου φορτίου κρούσης, είναι ένα από τα μέρη που καταστρέφονται πιο εύκολα κατά τη διαδικασία της εκσκαφής. Όταν εργάζεστε σε μια πολύπλοκη επιφάνεια βράχου, προκειμένου να διασφαλιστεί ο στόχος του σταθμού θραύσης βράχου, η μηχανική ώθηση αυξάνεται και η φθορά του κόφτη είναι πολύ σοβαρή. Ταυτόχρονα, λόγω της πολυπλοκότητας του περιβάλλοντος εργασίας του μηχανήματος θωράκισης, λαμβάνεται υπόψη και η αντοχή σε κρούση του κόφτη. Οι μηχανικές ιδιότητες του υπάρχοντος κοπτήρα έχουν φτάσει σε κορυφαία τιμή και είναι δύσκολο να βελτιωθούν περαιτέρω. Σύμφωνα με την ανάλυση της θεωρίας τριβής και φθοράς, η αύξηση της σκληρότητας θα βελτιώσει την αντίσταση στη φθορά του κόφτη. Προς το παρόν, η κύρια μέθοδος τροποποίησης του εργαλείου είναι η εφαρμογή μιας επίστρωσης ανθεκτικής στη φθορά.

Ως αναδυόμενη τεχνολογία ενίσχυσης με υψηλό βαθμό ελευθερίας, η τεχνολογία επένδυσης λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ενίσχυση εξαρτημάτων, επισκευή και ανακατασκευή εξαρτημάτων κ.λπ. ο ρυθμός αραίωσης της επίστρωσης είναι χαμηλός, γεγονός που διασφαλίζει περαιτέρω ότι η απόδοση της επίστρωσης είναι σύμφωνη με την αρχική σχεδίαση. η επίστρωση επένδυσης είναι εύκολο να επιτευχθεί μεταλλουργική συγκόλληση, διασφαλίζοντας την αξιοπιστία του εργαλείου σε μελλοντικές λειτουργίες. Τα σκληρά σωματίδια ανθεκτικά στη φθορά βελτιώνουν τη σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά, ενώ ελέγχουν την αναλογία της φάσης σκληρής συγκόλλησης για τη βελτίωση της σκληρότητας και την αποφυγή ευθραυστότητας. Ωστόσο, η διαδικασία επένδυσης με λέιζερ περιορίζεται από την απόδοση των σύνθετων υλικών σκόνης και το στρώμα επένδυσης είναι επιρρεπές σε ελαττώματα όπως ρωγμές και εγκλείσματα, γεγονός που περιορίζει τη χρήση επένδυση με λέιζερ στον τομέα της ενίσχυσης κοπτικών μηχανημάτων θωράκισης. Σε συνδυασμό με τη θεωρητική υποστήριξη του μηχανισμού θραύσης βράχου κοπής, τις παραμέτρους βράχου και την υπάρχουσα έρευνα στρώματος επένδυσης ανθεκτικής στη φθορά, αναλύονται οι ειδικές απαιτήσεις του κοπτικού μηχανήματος θωράκισης για αντοχή, σκληρότητα και αντοχή στη φθορά. Δεδομένου ότι η εστία της μηχανής θωράκισης έχει αυστηρές απαιτήσεις σκληρότητας και αντοχής στη φθορά, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ένα υλικό στρώματος επένδυσης λέιζερ με διπλό μηχανισμό φάσης σκληρής συγκόλλησης και σκληρά σωματίδια ανθεκτικά στη φθορά. Ωστόσο, καθώς αυξάνεται η αναλογία μάζας των σκληρών σωματιδίων ανθεκτικών στη φθορά, οι παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση του στρώματος επένδυσης γίνονται περίπλοκοι και η τοπική συγκέντρωση τάσεων και οι πηγές ρωγμών αυξάνονται.

Συνοπτικά, υπό την προϋπόθεση της εξασφάλισης καλής απόδοσης συγκόλλησης και εξαιρετικής απόδοσης μετά την επεξεργασία του στρώματος επένδυσης εστιών, η απόκτηση μιας ισχυρής και σκληρής επίστρωσης κράματος που μπορεί να καλύψει τη χρήση της μηχανής θωράκισης είναι ένα επείγον πρόβλημα που πρέπει να επιλυθεί. Εν όψει αυτού, η παρούσα εφεύρεση προτείνεται ειδικά.

Προκειμένου να επιλυθούν τα προαναφερθέντα προβλήματα, η παρούσα εφεύρεση παρέχει ένα υλικό επένδυσης λέιζερ και μια μέθοδο επένδυσης λέιζερ για την ενίσχυση της εστίας της μηχανής θωράκισης για την επίλυση των προαναφερθέντων προβλημάτων. Ο πυρήνας της παρούσας εφεύρεσης είναι: με ανάμειξη μεγάλου κόκκου σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου (διάμετρος 50μm-100μm) και μικροκόκκου σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου (διάμετρος 20μm-45μm) με σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο και στη συνέχεια επένδυση στην επιφάνεια της εστίας , ελέγχοντας την αναλογία ολικού καρβιδίου βολφραμίου (WC) και ρυθμίζοντας την αναλογία μεγάλων και μικρών σωματιδίων, μεγιστοποιούνται τα πλεονεκτήματα κάθε περιοχής μεγέθους σωματιδίων σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου και βελτιώνονται πλήρως οι μηχανικές ιδιότητες του στρώματος επένδυσης. Τα σωματίδια τουαλέτας έχουν υψηλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά. Ως σκληρή φάση στη σύνθετη επίστρωση, η δική της απόδοση υψηλής σκληρότητας (πάνω από 2000HV0.3) και το εφέ θωράκισης που προσφέρει μπορούν να ενισχύσουν αποτελεσματικά το στρώμα επένδυσης. Ωστόσο, όταν η αναλογία μάζας καρβιδίου του βολφραμίου στο στρώμα επένδυσης με βάση το σίδηρο υπερβαίνει το 50%, η ευαισθησία στις ρωγμές αυξάνεται. Επομένως, για να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις χρήσης της εστίας μηχανής θωράκισης, πρέπει να ελέγχεται η αναλογία μάζας καρβιδίου του βολφραμίου. Η μήτρα υλικού υιοθετεί σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο υψηλής αντοχής για να αποκτήσει ένα ενισχυτικό υλικό εστιών επένδυσης λέιζερ που εξοικονομεί υλικά κοβαλτίου/νικελίου.

Προκειμένου να επιτευχθεί ο προαναφερόμενος σκοπός, η παρούσα εφεύρεση υιοθετεί το ακόλουθο τεχνικό σχήμα:

Ένα υλικό επένδυσης λέιζερ για την ενίσχυση της εστίας μιας μηχανής θωράκισης, που περιλαμβάνει ένα στρώμα βάσης και ένα στρώμα ανθεκτικό στη φθορά επενδυμένο στο βασικό στρώμα. το βασικό στρώμα είναι επενδεδυμένο με σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο I, η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση τον σίδηρο περιλαμβάνει σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι και σκόνη κράματος με βάση σίδηρο, το ποσοστό μάζας του σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου I είναι 25 %-35%, το ποσοστό μάζας της σκόνης κράματος με βάση το σίδηρο είναι 65%-75%, η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου μεγάλου κόκκου προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου μικρών κόκκων στο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου I είναι 3.5:1- 2.5:1, η σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο περιλαμβάνει C, Si, Cr, Ni, Mo, Mn, Fe, το ποσοστό μάζας του C είναι 0.07%-0.13%, το ποσοστό μάζας του Si είναι: 1.2%-2% , το ποσοστό μάζας του Cr είναι: 21%-28%, το ποσοστό μάζας του Ni είναι: 12%-20%, το ποσοστό μάζας του Mo είναι: 0%-7%, το ποσοστό μάζας του Mn είναι: 1.3 %-0.7%, και το υπόλοιπο είναι Fe.

Το ανθεκτικό στη φθορά στρώμα σχηματίζεται με επένδυση σκόνης σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο II, η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση τον σίδηρο II περιέχει σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου II και σκόνη κράματος με βάση σίδηρο, το ποσοστό μάζας σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου II είναι 35%-45%, το ποσοστό μάζας της σκόνης κράματος με βάση το σίδηρο είναι 55%-65%, η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου μεγάλου κόκκου προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου μικρών κόκκων στο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου II είναι 1: 1-1.4:1, η σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο περιέχει C, Si, Cr, Ni, Mo, Mn, Fe, το ποσοστό μάζας του C είναι 0.07%-0.13%, το ποσοστό μάζας του Si είναι: 1.2%- 2%, το ποσοστό μάζας του Cr είναι: 21%-28%, το ποσοστό μάζας του Ni είναι: 12%-20%, το ποσοστό μάζας του Mo είναι: 0.7%-1 ,3%, το ποσοστό μάζας του Mn είναι : 0.7%-1.3%, και το υπόλοιπο είναι Fe.

Περαιτέρω, το ποσοστό μάζας του σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου Ι είναι 30%, το ποσοστό μάζας της σκόνης κράματος με βάση το σίδηρο I είναι 70%, η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου με μεγάλους κόκκους προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου μικροκόκκων στο σφαιρικό βολφραμίου καρβίδιο I είναι 3:1, το ποσοστό μάζας του C στη σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο I είναι: 0.1%, το ποσοστό μάζας του Si είναι: 1.6%, το ποσοστό μάζας του Cr είναι: 23%, το ποσοστό μάζας του Ni είναι: 14%, το ποσοστό μάζας του Mo είναι: 1%, το ποσοστό μάζας του Mn είναι: 1%, και το υπόλοιπο είναι Fe.

Περαιτέρω, το ποσοστό μάζας του σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου II είναι 40%, το ποσοστό μάζας της σκόνης κράματος με βάση σίδηρο είναι 60%, η αναλογία μεγάλου κόκκου σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου προς μικροκόκκο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου στο σφαιρικό βολφραμίου καρβίδιο II είναι 55:45, το ποσοστό μάζας του C στη σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο είναι: 0.1%, το ποσοστό μάζας του Si είναι: 1.6%, το ποσοστό μάζας του Cr είναι: 23%, το ποσοστό μάζας του Ni είναι: 14%, το ποσοστό μάζας του Mo είναι: 1%, το ποσοστό μάζας του Mn είναι: 1%, και το υπόλοιπο είναι Fe.

Περαιτέρω, το μεγάλου κόκκου σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου είναι ένα σωματίδιο καρβιδίου βολφραμίου με διάμετρο 50μm-100μm και το μικρόκοκκο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου είναι ένα σωματίδιο καρβιδίου βολφραμίου με διάμετρο 20μm-45μm. Η παρούσα εφεύρεση παρέχει επίσης μια μέθοδο επένδυσης με λέιζερ για το υλικό επένδυσης λέιζερ όπως περιγράφηκε παραπάνω, χρησιμοποιώντας αρχικά σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση σίδηρο ως στρώμα βάσης που πρόκειται να επιστρωθεί στην επιφάνεια της εστίας της μηχανής θωράκισης, και στη συνέχεια επένδυση σιδήρου- με βάση το σύνθετο κράμα καρβιδίου του βολφραμίου σε σκόνη II στην άνω επιφάνεια του στρώματος βάσης ως στρώμα ανθεκτικό στη φθορά.

Επιπλέον, η μέθοδος περιλαμβάνει συγκεκριμένα τα ακόλουθα βήματα:

Βήμα 1, προεπεξεργασία υποστρώματος
Χρησιμοποιήστε ένα γωνιακό μύλο για να αφαιρέσετε τα οξείδια στην επιφάνεια του υποστρώματος, χρησιμοποιήστε γυαλόχαρτο για να τρίψετε την επιφάνεια που πρόκειται να επιστρωθεί μέχρι να γίνει λεία η περιοχή που πρόκειται να επικαλυφθεί και, στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε ασετόν για να την καθαρίσετε και να την στεγνώσετε για να αφαιρέσετε το επιφανειακό λάδι και την υπολειμματική βρωμιά.

Βήμα 2, προεπεξεργασία σκόνης
Η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο Ι και η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση σίδηρο II τοποθετούνται σε φούρνο ξήρανσης κενού για διατήρηση της θερμότητας και ξήρανση αντίστοιχα.

Βήμα 3, στρώμα βάσης επένδυσης λέιζερ
Η τροφοδοσία σε σκόνη υιοθετεί μια ομοαξονική μέθοδο τροφοδοσίας σκόνης ενός τροφοδότη σκόνης διπλού κυλίνδρου και η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση αποξηραμένο σίδηρο I και η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση σίδηρο τοποθετούνται σε διαφορετικά βαρέλια τροφοδοσίας σκόνης της σκόνης τροφοδότη αντίστοιχα, και το σημείο σκόνης ρυθμίζεται ώστε να συγκλίνει στη θέση του σημείου λέιζερ.
Χρησιμοποιείται ένα λέιζερ ημιαγωγών υψηλής ισχύος και ο μηχανικός βραχίονας και ο ανακλινόμενος ρυθμιστής θέσης χρησιμοποιούνται για τη συντονισμένη ρύθμιση της σχετικής θέσης του λέιζερ και της εστίας και την πραγματοποίηση της περιστροφής της εστίας, τη ρύθμιση της λειτουργίας λέιζερ και την εστιακή απόσταση και την επένδυση δύο στρώματα σκόνης σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο στην επιφάνεια της εστίας κάτω από μια καλή προστατευτική ατμόσφαιρα αργού για την προετοιμασία ενός στρώματος βάσης επένδυσης λέιζερ.

Βήμα 4, στρώμα επένδυσης λέιζερ ανθεκτικό στη φθορά
Η επιφάνεια του βασικού στρώματος γυαλίζεται και ισοπεδώνεται και αφαιρείται η ξένη ύλη της επιφάνειας. Μετά την ολοκλήρωση της επεξεργασίας, παρασκευάζεται ένα στρώμα στρώματος επένδυσης στο πάνω μέρος του στρώματος βάσης χρησιμοποιώντας τη σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου του βολφραμίου με βάση το σίδηρο II.

Επιπλέον, το υπόστρωμα στο βήμα 1 είναι χάλυβας Η13.
Επιπλέον, οι παράμετροι της διαδικασίας επένδυσης λέιζερ στο βήμα 3 είναι: η ισχύς επένδυσης λέιζερ είναι 1400 W, η διάμετρος κηλίδας είναι 4 mm, η ταχύτητα σάρωσης είναι 600 mm/min, ο ρυθμός επικάλυψης είναι 40%, η ταχύτητα τροφοδοσίας σκόνης είναι 10.8 g/min, το προστατευτικό αέριο: αργό, Αέριο τροφοδοσίας σκόνης: αργό, ο ρυθμός ροής προστατευτικού αερίου είναι 12 L/min και το πάχος του στρώματος βάσης προετοιμάζεται να είναι 1 mm.
Επιπλέον, οι παράμετροι της διαδικασίας επένδυσης λέιζερ στο βήμα 4 είναι: η ισχύς επένδυσης λέιζερ είναι 1400 W, η διάμετρος κηλίδας είναι 4 mm, η ταχύτητα σάρωσης είναι 420 mm/min, ο ρυθμός επικάλυψης είναι 40%, η ταχύτητα τροφοδοσίας σκόνης είναι 10.8 g/min, το προστατευτικό αέριο: αργό, Αέριο τροφοδοσίας σκόνης: αργό, ο ρυθμός ροής θωρακιστικού αερίου είναι 12L/min και το ανθεκτικό στη φθορά στρώμα προετοιμάζεται να είναι 1mm.

Τα ευεργετικά αποτελέσματα της παρούσας εφεύρεσης είναι τα ακόλουθα:
Η παρούσα εφεύρεση παρέχει ένα υλικό επένδυσης λέιζερ και μια μέθοδο επένδυσης λέιζερ για την ενίσχυση του κόφτη εστιών μιας μηχανής θωράκισης. Το κράμα με βάση το σίδηρο είναι μια φάση συγκόλλησης με καλή αντοχή στις ρωγμές και εξαιρετική διαβρεξιμότητα του υποστρώματος του δακτυλίου κοπής. Σε σύγκριση με τις φάσεις συγκόλλησης των κραμάτων με βάση το νικέλιο και των κραμάτων με βάση το κοβάλτιο, είναι μια εξαιρετικά οικονομική επιλογή. Ταυτόχρονα, λόγω της ισχυρής του ικανότητας να συγκρατεί τη φάση σύνδεσης, μπορεί να ενισχυθεί καλύτερα συνεργιστικά με σωματίδια καρβιδίου του βολφραμίου. Το σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου επιλέγεται για τη μείωση της γωνιακής πίεσης που προκαλείται από το σχήμα του καρβιδίου βολφραμίου. Τα σωματίδια καρβιδίου του βολφραμίου με διάμετρο 20μm-45μm είναι μικρού μεγέθους, έχουν μεγάλη επιφάνεια διεπαφής με τη μεταλλική μήτρα, ενισχύουν το φαινόμενο διεπαφής και είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα. Τα σωματίδια καρβιδίου του βολφραμίου με διάμετρο 50μm-100μm μπορούν να προσφέρουν καλύτερα ενισχυτικά αποτελέσματα και να αυξήσουν τη φέρουσα ικανότητα του στρώματος επένδυσης.

Πρώτον, όταν ένα κλάσμα υψηλής μάζας σκόνης καρβιδίου βολφραμίου 50μm-100μm αναμιγνύεται με ένα μικρότερο κλάσμα μάζας σκόνης καρβιδίου βολφραμίου 20μm-45μm, η καλή σκληρότητα του κράματος μήτρας μπορεί να διατηρηθεί σε κάποιο βαθμό, ενώ η αντοχή και η σκληρότητα θα να βελτιωθεί ακόμα. Δεδομένου ότι η συσσωμάτωση σκόνης καρβιδίου βολφραμίου 50μm-100μm στο στρώμα επένδυσης λέιζερ είναι χαμηλότερη από αυτή της σκόνης καρβιδίου βολφραμίου 20μm-45μm, είναι διαφορετική από το προφανές φαινόμενο τοπικής σκλήρυνσης που προκαλείται από τη χρήση σκόνης καρβιδίου βολφραμίου με μεγάλους κόκκους μόνο για την προετοιμασία του λέιζερ στρώμα επένδυσης. Ο συνδυασμός με μια μικρή ποσότητα μικρών κόκκων σκόνης καρβιδίου βολφραμίου 20μm-45μm μπορεί να γεμίσει καλύτερα τα κενά και να προωθήσει την ομοιομορφία της ποιότητας του μείγματος. Επομένως, η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο Ι είναι κατάλληλη για την προετοιμασία του στρώματος βάσης που παίζει σκληρυντικό ρόλο στη σύνθετη επίστρωση επένδυσης λέιζερ.

Δεύτερον, όταν αναμειγνύονται 50μm-100μm σκόνη καρβιδίου βολφραμίου και σκόνη καρβιδίου βολφραμίου 20μm-45μm παρόμοιας αναλογίας, θα εμφανιστεί υψηλότερη μέση σκληρότητα και θα επιτευχθεί επίσης υψηλότερη απόδοση αντοχής, η οποία μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντίσταση στη φθορά της μηχανής θωράκισης δαχτυλίδι κοπής. Με βάση αυτό το χαρακτηριστικό απόδοσης, η σκόνη II από σύνθετο κράμα καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο είναι κατάλληλη για την προετοιμασία του ανθεκτικού στη φθορά στρώματος του επιφανειακού στρώματος της σύνθετης επίστρωσης επένδυσης λέιζερ.

Προκειμένου να επεξηγηθεί με μεγαλύτερη σαφήνεια το ειδικό σχήμα υλοποίησης της μεθόδου της παρούσας εφεύρεσης, το ειδικό σχήμα υλοποίησης θα εισαχθεί σε συνδυασμό με τα συνημμένα σχέδια.
Το σχήμα 1 είναι μια εικόνα ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης της επιλεγμένης σκόνης κράματος: (α) είναι η μακροσκοπική μορφολογία της σκόνης κράματος με βάση το σίδηρο. (β) είναι η μακροσκοπική μορφολογία σωματιδίων καρβιδίου του βολφραμίου μικτού μεγέθους. (γ) είναι η μακροσκοπική μορφολογία των σωματιδίων καρβιδίου του βολφραμίου 20-45μm. (δ) είναι η μακροσκοπική μορφολογία των σωματιδίων καρβιδίου του βολφραμίου 50-150μm.

Το σχήμα 2 είναι μια μεταλλογραφική εικόνα του στρώματος επένδυσης λέιζερ από σύνθετο κράμα καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο.

Το σχήμα 3 είναι μια εικόνα ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης του σύνθετου στρώματος επένδυσης καρβιδίου βολφραμίου με βάση σίδηρο.

Το σχήμα 4 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα των αποτελεσμάτων δοκιμής σκληρότητας του στρώματος επένδυσης λέιζερ από σύνθετο κράμα καρβιδίου του βολφραμίου με βάση το σίδηρο.

Το σχήμα 5 είναι ένα διάγραμμα ροής επένδυσης δακτυλίου μαχαιριού.

Το σχήμα 6 είναι ένα σχηματικό διάγραμμα της συσκευής επένδυσης δακτυλίου μαχαιριού.

Στο σχήμα: 1 είναι ένα ευέλικτο σύστημα επεξεργασίας λέιζερ 6 KW, το 2 είναι μια εστία μηχανής θωράκισης και το 3 είναι ένας ρυθμιστής θέσης.

Συγκεκριμένος τρόπος υλοποίησης
Η παρούσα εφεύρεση περιγράφεται περαιτέρω παρακάτω μέσω ειδικών πραγματοποιήσεων, αλλά το πεδίο προστασίας της παρούσας εφεύρεσης δεν περιορίζεται σε αυτό.
Στα ακόλουθα παραδείγματα, οι σκόνες κράματος με βάση το σίδηρο παρασκευάζονται όλες με την ίδια μέθοδο ψεκασμού και κοσκινίζονται για να ληφθούν σκόνες μεγέθους σωματιδίων 50-100μm. Η μορφολογία της σκόνης φαίνεται στο Σχήμα 1(α). Το καρβίδιο βολφραμίου στα ακόλουθα παραδείγματα είναι όλο σφαιρικό χυτό καρβίδιο βολφραμίου, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1(β). το σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου μικρών σωματιδίων έχει μέγεθος σωματιδίων 20μm-45μm, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1(γ). η σκόνη καρβιδίου του βολφραμίου μεγάλων σωματιδίων έχει μέγεθος σωματιδίων 50μm-100μm, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1(δ). Η σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο και το καρβίδιο του βολφραμίου αναμειγνύονται με άλεση με σφαίρα κενού.

Παράδειγμα 1
Το υλικό επένδυσης λέιζερ σε αυτή την υλοποίηση περιλαμβάνει ένα στρώμα βάσης και ένα στρώμα ανθεκτικό στη φθορά επενδυμένο στο στρώμα βάσης. Το βασικό στρώμα είναι επενδεδυμένο με σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο I. Η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο περιλαμβάνει σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι και σκόνη κράματος με βάση σίδηρο. Το σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι αντιστοιχεί στο 30%, σίδηρος Η βασισμένη σκόνη κράματος Ι αντιστοιχεί στο 70% και η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου με μεγάλους κόκκους προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου μικρών κόκκων στο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι είναι 3:1.
Το ανθεκτικό στη φθορά στρώμα επικαλύπτεται από σύνθετη σκόνη κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση σίδηρο II. Η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο II περιλαμβάνει σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου II και σκόνη κράματος με βάση σίδηρο II. Το σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου II αντιπροσωπεύει το 40%, η σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο αντιπροσωπεύει το 60%, και η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου με μεγάλους κόκκους προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου με μικρούς κόκκους είναι 55:45.
Η προαναφερθείσα σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο Ι και η σκόνη κράματος με βάση σίδηρο ΙΙ χρησιμοποιούν την ίδια σκόνη κράματος με βάση σίδηρο και το ποσοστό μάζας της σύνθεσης είναι C: 0.1%, Si: 1.6%, Cr: 23%, Ni: 12 %, Mo: 1%, Mn: 1%, και το υπόλοιπο είναι Fe.
Το προαναφερθέν σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου με μεγάλους κόκκους είναι ένα σωματίδιο καρβιδίου βολφραμίου με διάμετρο 50μm-100μm και το μικρόκοκκο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου είναι ένα σωματίδιο καρβιδίου βολφραμίου με διάμετρο 20μm-45μm.
Η δοκιμή ενίσχυσης επένδυσης με λέιζερ μονής διέλευσης πραγματοποιήθηκε στο υλικό υποστρώματος της εστίας της μηχανής θωράκισης και η συγκεκριμένη μέθοδος λειτουργίας είναι η εξής:
Προεπεξεργασία υποστρώματος επένδυσης: Ο δακτύλιος κοπής εστιών χρησιμοποιείται ως υπόστρωμα επένδυσης και το συγκεκριμένο υλικό είναι χάλυβας H13. Αναφερόμενοι στο Σχήμα 6, ο δακτύλιος κοπής στερεώνεται στον ρυθμιστή θέσης και το οξείδιο της επιφάνειας αφαιρείται από έναν γωνιακό μύλο. Η επιφάνεια που πρόκειται να επιστρωθεί γυαλίζεται με γυαλόχαρτο 80 mesh, 240 mesh και 500 mesh διαδοχικά και στη συνέχεια καθαρίζεται και στεγνώνεται με ασετόν για να αφαιρεθεί το υπολειμματικό λάδι και η υπολειμματική σκουριά στην επιφάνεια.
Προεπεξεργασία σκόνης επένδυσης: Τοποθετήστε τη σκόνη I σύνθετου κράματος καρβιδίου του βολφραμίου με βάση σίδηρο και τη σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση σίδηρο II σε φούρνο ξήρανσης κενού στους 130°C για 2 ώρες. Η σκόνη τροφοδοτείται με ομοαξονική μέθοδο τροφοδοσίας σκόνης ενός τροφοδότη σκόνης διπλού κυλίνδρου. Η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το ξηρό σίδηρο I και η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο τοποθετούνται σε διαφορετικά βαρέλια τροφοδοσίας σκόνης του τροφοδότη σκόνης και οι κηλίδες σκόνης προσαρμόζονται ώστε να συγκλίνουν στη θέση του λέιζερ.
Διαδικασία επένδυσης βασικής στρώσης: Ρυθμίστε την ταχύτητα του ρυθμιστή θέσης έτσι ώστε η εξωτερική περιφερειακή ταχύτητα περιστροφής της εστίας να είναι ίση με 600 mm/s, η ταχύτητα τροφοδοσίας σκόνης είναι 10.8 g/min, η ισχύς λέιζερ είναι 1400 W, το πάχος της βασικής στρώσης προετοιμάζεται για περίπου 1 mm, το προστατευτικό αέριο είναι αργό, το αέριο τροφοδοσίας σκόνης είναι αργό και ο προστατευτικός ρυθμός ροής αερίου είναι 12 L/min. Ρυθμίστε ξανά την εστιακή απόσταση μετά από κάθε στρώμα επένδυσης για να διατηρήσετε τις κηλίδες ελαφριάς σκόνης συγκλίνουσες. Επένδυση δύο στρώσεων βάσης.
Διαδικασία επένδυσης στρώματος ανθεκτικής στη φθορά: Η επιφάνεια του στρώματος βάσης γυαλίζεται και ισοπεδώνεται και αφαιρούνται ξένα σώματα στην επιφάνεια. μετά την επεξεργασία, παρασκευάζεται το ανθεκτικό στη φθορά στρώμα. Δύο στρώσεις στρωμάτων επένδυσης παρασκευάζονται στο πάνω μέρος του στρώματος βάσης χρησιμοποιώντας σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο II. Η ταχύτητα του ρυθμιστή θέσης ρυθμίζεται έτσι ώστε η εξωτερική περιφερειακή ταχύτητα περιστροφής της εστίας να είναι ίση με 600 mm/s, η ταχύτητα τροφοδοσίας σκόνης είναι 10.8 g/min, η ισχύς λέιζερ είναι 1400 W και προετοιμάζεται το ανθεκτικό στη φθορά στρώμα. Το πάχος του ανθεκτικού στη φθορά στρώματος προετοιμάζεται να είναι περίπου 1 mm.
Μετα-επεξεργασία: Το στρώμα επένδυσης μετά την επένδυση υποβάλλεται σε ανίχνευση ελαττώματος χρωματισμού. Τα αποτελέσματα ανίχνευσης ελαττωμάτων δείχνουν ότι δεν υπάρχουν εμφανή ελαττώματα ρωγμών στην επίστρωση και το στρώμα επένδυσης έχει καλή ποιότητα. Ο δακτύλιος μαχαιριού μετά την επένδυση τοποθετείται σε φούρνο θερμικής επεξεργασίας στους 260℃ για 4 ώρες και στη συνέχεια ψύχεται στον κλίβανο για να αφαιρεθεί η υπολειπόμενη τάση που προκαλείται από διαφορετικούς λόγους συρρίκνωσης υλικού κατά την επένδυση με λέιζερ. Η δειγματοληψία του στρώματος επένδυσης μονής διέλευσης στην επιφάνεια της εστίας γίνεται με κοπή σύρματος. Ακολούθως, πραγματοποιήθηκαν οι παρατηρήσεις μεταλλογραφικών και ηλεκτρονικών μικροσκοπίων σάρωσης σχετικά με τη σύνδεση καρβιδίου του βολφραμίου στο στρώμα επένδυσης της εστίας μετά την επένδυση. Τα αποτελέσματα φαίνονται στα Σχήματα 2 και 3. Το καρβίδιο του βολφραμίου είναι καλά συνδεδεμένο στη μήτρα και έχει μια πυκνή δομή. Το σχήμα καρβιδίου του βολφραμίου παραμένει σφαιρικό. Το φαινόμενο θερμικής βλάβης του καρβιδίου του βολφραμίου σε αυτή τη διαδικασία ελέγχεται αποτελεσματικά και ο σχηματισμός εύθραυστων φάσεων μειώνεται. Η σκληρότητα του δείγματος δοκιμάστηκε και τα αποτελέσματα φαίνονται στο Σχήμα 4. Η σκληρότητα είναι σημαντικά βελτιωμένη σε σύγκριση με το υπόστρωμα.

Παράδειγμα 2
Σε αυτή την πραγματοποίηση, το υλικό επένδυσης λέιζερ περιλαμβάνει ένα στρώμα βάσης και ένα στρώμα ανθεκτικό στη φθορά επενδυμένο στο στρώμα βάσης. Το βασικό στρώμα είναι επενδυμένο με σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο I. Η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση τον σίδηρο περιέχει σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι και σκόνη κράματος με βάση σίδηρο. Το σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι αντιπροσωπεύει το 25%, Η σκόνη κράματος I με βάση το σίδηρο αντιπροσωπεύει το 75% και η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου με μεγάλους κόκκους προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου μικρών κόκκων στο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου I είναι 3.5:1.
Το ανθεκτικό στη φθορά στρώμα σχηματίζεται με επένδυση σκόνης σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο II. Η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο II περιέχει σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου II και σκόνη κράματος με βάση τον σίδηρο II. Το σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου II αντιπροσωπεύει το 35%, η σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο αντιπροσωπεύει το 65% και η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου με μεγάλους κόκκους προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου με μικρούς κόκκους είναι 1:1.
Η προαναφερθείσα σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο Ι και η σκόνη κράματος με βάση σίδηρο ΙΙ χρησιμοποιούν την ίδια σκόνη κράματος με βάση σίδηρο και το ποσοστό μάζας της σύνθεσης είναι C: 0.07%, Si: 1.2%, Cr: 28%, Ni: 14 %, Mo: 1%, Mn: 1.3%, και το υπόλοιπο είναι Fe.
Το προαναφερθέν σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου με μεγάλους κόκκους είναι ένα σωματίδιο καρβιδίου βολφραμίου με διάμετρο 50μm-100μm και το μικρόκοκκο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου είναι ένα σωματίδιο καρβιδίου βολφραμίου με διάμετρο 20μm-45μm.
Οι μέθοδοι επεξεργασίας σκόνης, προετοιμασίας δειγμάτων και δοκιμής αναφέρονται στο Παράδειγμα 1. Μετά τη δοκιμή, η σκληρότητα του λόγου στοιχείου είναι σχετικά υψηλή, η μέση σκληρότητα του ανθεκτικού στη φθορά στρώματος φτάνει τα 795HV0.3 και η μέση σκληρότητα του στρώματος βάσης φτάνει 662HV0.3.

Παράδειγμα 3
Το υλικό επένδυσης λέιζερ σε αυτή την υλοποίηση περιλαμβάνει ένα στρώμα βάσης και ένα στρώμα ανθεκτικό στη φθορά επενδυμένο στο στρώμα βάσης. Το βασικό στρώμα είναι επενδυμένο με σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο I. Η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο περιέχει σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι και σκόνη κράματος με βάση σίδηρο. Το σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι αντιστοιχεί στο 35%, Η σκόνη κράματος I με βάση το σίδηρο αντιπροσωπεύει το 65% και η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου με μεγάλους κόκκους προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου μικρών κόκκων στο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι είναι 2.5:1.
Το ανθεκτικό στη φθορά στρώμα σχηματίζεται με επένδυση σκόνης σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο II. Η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο II περιέχει σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου II και σκόνη κράματος με βάση τον σίδηρο II. Το σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου II αντιπροσωπεύει το 45%, η σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο αντιπροσωπεύει το 55% και η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου με μεγάλους κόκκους προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου με μικρούς κόκκους είναι 1.4:1.
Η προαναφερθείσα σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο Ι και η σκόνη κράματος με βάση σίδηρο ΙΙ χρησιμοποιούν την ίδια σκόνη κράματος με βάση σίδηρο και το ποσοστό μάζας της σύνθεσης είναι C: 0.13%, Si: 1.2%, Cr: 21%, Ni: 14 %, Mo: 0.7%, Mn: 1%, και το υπόλοιπο είναι Fe.
Το προαναφερθέν σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου με μεγάλους κόκκους είναι ένα σωματίδιο καρβιδίου βολφραμίου με διάμετρο 50μm-100μm και το μικρόκοκκο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου είναι ένα σωματίδιο καρβιδίου βολφραμίου με διάμετρο 20μm-45μm.
Οι μέθοδοι επεξεργασίας σκόνης, προετοιμασίας δείγματος και δοκιμής αναφέρονται στο Παράδειγμα 1. Μετά τη δοκιμή, η μέση σκληρότητα του ανθεκτικού στη φθορά στρώματος είναι 675HV0.3 και η μέση σκληρότητα του στρώματος βάσης είναι 507HV0.3. Αυτό το παράδειγμα έχει καλή απόδοση σκληρότητας κρούσης.

Παράδειγμα 4
Το υλικό επένδυσης λέιζερ σε αυτή την υλοποίηση περιλαμβάνει ένα στρώμα βάσης και ένα στρώμα ανθεκτικό στη φθορά επενδυμένο στο στρώμα βάσης. Το βασικό στρώμα είναι επενδεδυμένο με σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο I. Η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο περιλαμβάνει σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι και σκόνη κράματος με βάση σίδηρο. Το σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι αντιστοιχεί στο 30%, σίδηρος Η βασισμένη σκόνη κράματος Ι αντιστοιχεί στο 70% και η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου με μεγάλους κόκκους προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου μικρών κόκκων στο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι είναι 3:1.
Το ανθεκτικό στη φθορά στρώμα επικαλύπτεται από σύνθετη σκόνη κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση σίδηρο II. Η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο II περιλαμβάνει σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου II και σκόνη κράματος με βάση σίδηρο II. Το σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου II αντιπροσωπεύει το 40%, η σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο αντιπροσωπεύει το 60%, και η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου με μεγάλους κόκκους προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου με μικρούς κόκκους είναι 55:45.
Η προαναφερθείσα σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο Ι και η σκόνη κράματος με βάση σίδηρο ΙΙ χρησιμοποιούν την ίδια σκόνη κράματος με βάση σίδηρο και το ποσοστό μάζας της σύνθεσης είναι C: 0.1%, Si: 2%, Cr: 23%, Ni: 20 %, Mo: 1%, Mn: 0.7%, και το υπόλοιπο είναι Fe.
Το προαναφερθέν σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου με μεγάλους κόκκους είναι ένα σωματίδιο καρβιδίου βολφραμίου με διάμετρο 50μm-100μm και το μικρόκοκκο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου είναι ένα σωματίδιο καρβιδίου βολφραμίου με διάμετρο 20μm-45μm.
Η μέθοδος επεξεργασίας σκόνης, προετοιμασίας δείγματος και δοκιμής αναφέρονται στο Παράδειγμα 1. Μετά τη δοκιμή, όταν αυξάνεται η αναλογία του καρβιδίου του βολφραμίου με μεγάλους κόκκους, η σχετική περιοχή επαφής μεταξύ του καρβιδίου του βολφραμίου και της λιωμένης δεξαμενής στο στρώμα επένδυσης μειώνεται και η θερμική βλάβη του Το καρβίδιο του βολφραμίου ελέγχεται περαιτέρω.

Παράδειγμα 5
Σε αυτό το παράδειγμα, το υλικό επένδυσης λέιζερ περιλαμβάνει ένα στρώμα βάσης και ένα στρώμα ανθεκτικό στη φθορά επενδυμένο στο στρώμα βάσης. Το βασικό στρώμα είναι επενδυμένο με σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο I. Η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση σίδηρο περιλαμβάνει σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι και σκόνη κράματος με βάση σίδηρο. Το σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι αντιστοιχεί στο 35%, σίδηρος με βάση το κράμα σκόνης Ι αντιπροσωπεύει το 65% και η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου με μεγάλους κόκκους προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου μικρών κόκκων στο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου Ι είναι 2.5:1.
Το ανθεκτικό στη φθορά στρώμα επικαλύπτεται από σύνθετη σκόνη κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση σίδηρο II. Η σκόνη σύνθετου κράματος καρβιδίου βολφραμίου με βάση το σίδηρο II περιλαμβάνει σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου II και σκόνη κράματος με βάση σίδηρο II. Το σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου II αντιπροσωπεύει το 45%, η σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο αντιπροσωπεύει το 55%, και η αναλογία σφαιρικού καρβιδίου βολφραμίου με μεγάλους κόκκους προς σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου με μικρούς κόκκους είναι 1.4:1.
Η προαναφερθείσα σκόνη κράματος με βάση το σίδηρο Ι και η σκόνη κράματος με βάση σίδηρο ΙΙ χρησιμοποιούν την ίδια σκόνη κράματος με βάση σίδηρο και το ποσοστό μάζας της σύνθεσης είναι C: 0.1%, Si: 1.6%, Cr: 21%, Ni: 14 %, Mo: 1.3%, Mn: 1%, και το υπόλοιπο είναι Fe.
Το προαναφερθέν σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου με μεγάλους κόκκους είναι ένα σωματίδιο καρβιδίου βολφραμίου με διάμετρο 50μm-100μm και το μικρόκοκκο σφαιρικό καρβίδιο βολφραμίου είναι ένα σωματίδιο καρβιδίου βολφραμίου με διάμετρο 20μm-45μm.
Η μέθοδος επεξεργασίας σκόνης, προετοιμασίας δείγματος και δοκιμής αναφέρονται στο Παράδειγμα 1.
Τα πέντε δείγματα των υλοποιήσεων και το υπόστρωμα Η13 υποβλήθηκαν σε δοκιμές ανίχνευσης χρωματικών ελαττωμάτων και τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το στρώμα επένδυσης δεν είχε ελαττώματα μακρορωγμών. Η δοκιμή σκληρότητας κρούσης του εκκρεμούς Charpy διεξήχθη σε κάθε υλοποίηση και τα αποτελέσματα της ενέργειας απορρόφησης κρούσης υπερέβησαν όλα το υλικό του υποστρώματος του δακτυλίου κοπής. διεξήχθη η δοκιμή τριβής ολίσθησης και φθοράς σε θερμοκρασία δωματίου και τα δεδομένα φαίνονται στον ακόλουθο πίνακα: Παράδειγμα 1 (7.95E-6), Παράδειγμα 2 (1.26E-5), Παράδειγμα 3 (2.80E-5), Παράδειγμα 4 (5.34Ε-5), Παράδειγμα 5 (3.90Ε-6), υπόστρωμα Η13 (1.83Ε-4).
Συνοπτικά, το στρώμα επένδυσης λέιζερ που παρασκευάζεται από τη σκόνη σύνθετου κράματος με βάση το σίδηρο μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την επιφανειακή απόδοση της εστίας, να καλύψει τις ανάγκες λειτουργίας κάτω από πολύπλοκες συνθήκες βράχου, να μειώσει την κατανάλωση μετάλλων όπως το νικέλιο και το κοβάλτιο, εξοικονομώντας χρόνο η αντικατάσταση των κοπτικών κατά τη διάρκεια της θωράκισης σήραγγας, βελτιώνει την αποδοτικότητα λειτουργίας της μηχανής θωράκισης και έχει καλά οικονομικά οφέλη.