ʻO ke keleawe keleawe he mea maʻamau no nā ʻāpana lole a hoʻohana nui ʻia i ka ʻoihana ʻoihana. Ua kālailai ʻia ke ʻano metallographic a me ka ikehu o CuSn12Ni2 tin keleawe, a ua ʻaʻahu ʻia ka pauka keleawe CuSn12Ni2 tin ma ka 42CrMo alloy steel substrate me ka hoʻohana ʻana i kahi. kiʻekiʻe-wikiwiki pale kaʻina hana e hana i kahi hoʻāʻo ikaika hoʻopaʻa. Hōʻike nā hopena noiʻi ua loaʻa ka hoʻopaʻa metala ma waena o CuSn12Ni2 tin keleawe a me ka 42CrMo alloy steel substrate.

1. Kahua noiʻi

Hoʻohana nui ʻia ke keleawe keleawe ma ke kahua ʻoihana e like me kekahi o nā mea kumu no ka friction a me nā ʻāpana lole. He kūpono kēia mea no nā kūlana haʻahaʻa haʻahaʻa a me ke kaumaha. ʻO nā ʻano nui i hoʻohana ʻia i nā bearings sliding, ʻo ia nā lima metala hoʻokahi a me nā bearings, nā lima lima bimetal sintered a me nā bearings, centrifugally cast bimetal lima lima a me nā bearings, wili ʻana i nā lima metala hoʻokahi, pauka metala lima lima lima, etc. Laser cladding is a efficient surface ka hoʻoikaika a me ka hana hou ʻana i ka ʻenehana hoʻoponopono me nā pono o ka hoʻopaʻa maikaʻi ʻana me ka substrate, haʻahaʻa dilution rate, a me nā wahi liʻiliʻi i hoʻopili ʻia i ka wela. He kaʻina hana paʻakikī o ka hoʻohui ʻana i nā ʻāpana he nui. ʻO nā ʻāpana e like me ka mana laser, ka wikiwiki scanning laser, ka wikiwiki ʻai pauka, a me ke anawaena kikoʻī he mea nui loa ia no ka maikaʻi o ka papa pale. Ua aʻo ʻia ʻo Laser cladding additive manufacturing i nā ʻano he nui ma ka home a ma waho. Eia nō naʻe, no ka hoʻopili laser maʻamau, hoʻopau ka pauka i ka 20% o ka ikehu, haʻahaʻa ka nui o ka hoʻohana ʻana i ka ikehu, ʻo ka dilution rate he 5% ~ 15%, a nui ka nui o ka hoʻoili ʻana ma hope o ka pau ʻana o ka pale, a me ke kumukūʻai hana. kiʻekiʻe. No ka pale laser kiʻekiʻe, hiki i ka pauka ke komo i ka 80% o ka ikehu, kiʻekiʻe ka nui o ka hoʻohana ʻana i ka ikehu, hiki ke emi iho ka helu dilution ma mua o 3%, a liʻiliʻi ka nui o ka hoʻoili ʻana ma hope o ka pau ʻana o ka pale ʻana, a me ka hana ʻana. haʻahaʻa ke kumukūʻai. ʻO ka ʻenehana laser cladding kiʻekiʻe-kiʻekiʻe a i ʻole ultra-kiʻekiʻe-kiʻekiʻe e hoʻomaikaʻi i ka hoʻoheheʻe ʻana a me ka lākiō absorption ikehu o ka pauka, hoʻonui i ka helu deposition waiwai, a loaʻa i kahi kiʻekiʻe-efficiency, kīnā ʻole, kiʻekiʻe-bonding ikaika, a haʻahaʻa- dilution rate cladding layer, ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o ka pale laser kuʻuna. Hoʻohana ʻia ke kaʻina hana hoʻomākaukau ʻana i ka laser cladding kiʻekiʻe no ka hoʻomākaukau ʻana i ka papa keleawe keleawe ma ke kumu kila kila, hiki ke hoʻopau i ka pilikia o ka holo ʻana o nā pōʻai i hana ʻia e ka creep i hoʻokumu ʻia e ka hoʻopili lōʻihi ma waena o ka lima lima a me ke kila. pani. A ma hope o ka hāʻule ʻana o ka papa keleawe keleawe, hiki ke hana ʻia a wehe ʻia a hoʻopaʻa hou ʻia no ka hana hou ʻana. I kēia manawa, he liʻiliʻi nā haʻawina e pili ana i ka paʻi laser kiʻekiʻe o ka pauka keleawe keleawe ma nā substrate kumu kila. Hoʻohana ka mea kākau i ka ʻenehana hoʻopaʻa laser kiʻekiʻe e hoʻopaʻa iā CuSn12Ni2 tin keleawe pauka ma 42CrMo alloy steel substrate e aʻo ai i ka micro-composition a me ka hoʻonohonoho ʻana o ka mea a me ka ikaika macro-bonding o ka mea metala pālua. Hōʻike nā hualoaʻa noiʻi ua loaʻa ka hoʻopaʻa metala ʻo CuSn12Ni2 tin keleawe a me 42CrMo alloy steel substrate.

2 Mākaukau hoʻomākaukau

I mea e aʻo pono ai i ka ikaika hoʻopaʻa ʻana o ka mea, ua mākaukau mua nā laʻana noiʻi, me nā laʻana mokulele i hoʻohana ʻia no ka hoʻāʻo ʻana i nā hemahema o nā mea a me nā mea hoʻohui kemika kokoke i ka ili hoʻopaʻa mea, a me nā laʻana pōʻai i hoʻohana ʻia e hoʻāʻo i ka ikaika hoʻopaʻa mea.

2.1 Hoʻomākaukau pauda

ʻOi aku ka nui o ka nui o ka ʻāpana, ʻoi aku ka maikaʻi o ke ʻano spherical, a ʻoi aku ka like o ka hoʻokaʻawale ʻana o ka pauka i hoʻohana ʻia no ka hoʻopaʻa ʻana i ka laser kiʻekiʻe, ʻoi aku ka maikaʻi o ka wai o ka pauka, a me ka liʻiliʻi o nā hemahema ma hope o ka hoʻopaʻa ʻana, ʻoi aku hoʻi no ka hoʻopaʻa ʻana. ili, e emi ana na hemahema. Loaʻa ka CuSn12Ni2 tin keleawe pauka i hoʻohana ʻia e ka mea kākau ma ke kaʻina hana atomization gas. ʻO ke kumu o ka hoʻohana ʻana i ka ea holo kiʻekiʻe e wāwahi i ka wai huila keleawe i loko o nā kulu liʻiliʻi, a laila hoʻomaloʻo koke iā ia e hana i nā ʻāpana metala spherical. Hoʻopili nui ʻia ka nui o ka ʻāpana i 50 ~ 150μm, a maikaʻi ka sphericity, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ka Figure 1. Ua maikaʻi nā hua metallographic i loko o ka pauka keleawe keleawe. Hōʻike ka Figure 2 (a) i ka hapa nui o nā kristal equiaxed, a hōʻike ka Figure 2 (b) i kahi hapa liʻiliʻi o nā dendrites. Eia kekahi, ke hōʻike ʻia nei ka nānā ʻana o ka ʻenekene ikehu cross-sectional o ka pauka keleawe keleawe i ka hoʻokaʻawale ʻana o nā mea keleawe, tin, a me nā mea nickel i like like, a ʻaʻohe hoʻokaʻawale.

2.2 Mākaukau hoʻomākaukau

Hoʻohana ka hoʻomākaukau laʻana i kahi kaʻina hoʻopaʻa ʻana i ka laser kiʻekiʻe, kahi o ke kumu kukui o nā mea hoʻopili laser he fiber laser me ka lōʻihi o ka hawewe laser ma kahi o 1.06μm a me ka mana kiʻekiʻe o 6kW. Ma hope o ka hoʻokuʻu ʻia ʻana o ka laser mai ka mea hoʻohui fiber, ua hoʻololi ʻia ia i ke kukui like ʻole ma o ka lens collimating, a laila hoʻopaʻa ʻia ma o ka lens kālele e hoʻomāhuahua i ka ikehu i hoʻokahi manawa, a hoʻoheheʻe ʻia ka metala ma ka nānā ʻana e hoʻokō i ka hoʻoili ʻana i ka laser cladding. Hoʻohana ʻia ka mea lawe kinoea coaxial annular e hāʻawi like i ka pauka. ʻO ke kinoea lawe pauda he argon. I ka manawa like, hoʻohana ʻia ka argon ma ke ʻano he kinoea pale e hōʻemi i ka oxidation o nā mea i ka wā o ka pale ʻana i ka laser. I mea e wehe ai i ka wela nui i hana ʻia e ka laser i ke kaʻina hana o ka hoʻololi ʻana i ka ikehu uila i ka ikehu māmā, a no ka wehe ʻana i kahi ʻāpana o ka wela i hoʻomoʻa ʻia e ka lens e hōʻike ana i ka kukuna laser ma ke ala optical waho, ua hāʻawi ʻia kahi ʻōnaehana hoʻoluʻu wai. ka laser.

He 1.2mm ka mānoanoa o ka papa hoʻopaʻa ʻana o ka mea kākau, ʻo 60 ~ 100mm / s ka wikiwiki o ka cladding, ʻo ke anawaena wahi he 2mm, ʻo ka pauka hānai ʻana he 40 ~ 50g / min, a ʻo ka mana laser he 4500kW ~ 4800kW.

Hōʻike ʻia ka hāpana mokulele i hoʻomākaukau ʻia e ke kaʻina hoʻopaʻa ʻana i ka laser kiʻekiʻe ma ke Kiʻi 3, i hoʻohana ʻia no ka hoʻohālikelike ʻana a me ka nānā ʻana i ka mea kokoke i ka ili hoʻopaʻa o CuSn12Ni2 tin keleawe a me 42CrMo alloy steel substrate. Ma ka hana kiko'ī, pono e lawe i nā laʻana mai ka laʻana mokulele, a laila hoʻomākaukau i ka hāpana no ka hoʻolālā metallographic a me ka nānā ʻana i ka ikehu. Hōʻike ʻia ka laʻana hoʻāʻo ikaika hoʻopaʻa maʻamau i hoʻomākaukau ʻia e ke kaʻina hana hoʻopaʻa laser kiʻekiʻe ma ka Figure 4, i hoʻohana ʻia e hoʻoholo i ka ikaika hoʻopaʻa ma waena o CuSn12Ni2 tin keleawe a me 42CrMo alloy steel substrate.

3 ʻO ke ʻano a me ka nānā ʻana i nā mea hoʻopili laser kiʻekiʻe

3.1 Hoʻolālā metallographic

Hoʻopili ʻia ka laʻana i ka loiloi metallographic. Ua hoʻohana nā mea hoʻopaʻa ʻana i kahi microscope ultra-hohonu. Hōʻike ka Figure 5 i ka morphology microstructure o ka hāpana ma mua o ka ʻino ʻana, a ʻo ka Figure 6 e hōʻike ana i ke ʻano metallographic o ka hāpana ma hope o ka ʻino. ʻO ka hopena i hoʻohana ʻia no ka laʻana corrosion he hui ʻia o ʻekolu mau mea: 10gFeCl, 6H, 0, 2mL hydrochloric acid solution me ka mānoanoa o 1.16g/mL, a me 98mL ethanol solution me kahi hapa leo o 95%. Hiki ke ʻike ʻia mai ka Figure 5 ʻo ka CuSn12Ni2 tin keleawe i hoʻomākaukau ʻia e ke kaʻina hana laser cladding kiʻekiʻe i kekahi mau pores, a ʻo ke anawaena pore nui loa he 97.14μm. Hiki ke ʻike ʻia mai ka Figure 6 ʻo ke ʻano metallographic o ka hāpana ma hope o ka corrosion ka nui o nā dendrites kokoke i ka ili hoʻopaʻa, a ʻo ka nui equiaxed palaoa i hoʻokumu ʻia kokoke i ka ʻili o CuSn12Ni2 tin keleawe. ʻO ke kumu nui, ʻo ka pili kokoke i ka ʻili, ʻoi aku ka nui o ka supercooling, ʻoi aku ka maʻalahi o ka hana ʻana i nā hua like, a ʻo ka pili kokoke i ka ʻili pili, ʻo ka liʻiliʻi o ka supercooling, ʻoi aku ka maikaʻi o ka hoʻokumu ʻana o nā hua dendrite.

3.2 Ka nānā 'ana i ka ikehu

I ka wā o ka hoʻopaʻa ʻana i ka laser, e komo kekahi mau mea i loko o ka CuSn12Ni2 tin keleawe i loko o ka 42CrMo alloy steel matrix a hana i kahi paʻa metallurgical kokoke i ka ʻili paʻa. ʻO ke kumu o ka nānā ʻana i ka spectrum ikehu ma ka ʻili hoʻopaʻa ʻana, ʻaʻole kiʻekiʻe ka dilution rate o CuSn12Ni2 tin keleawe, no laila, liʻiliʻi ka hopena o ke kaʻina hana i ka haku mele a me nā waiwai mechanical o ke keleawe keleawe. ʻOiai ʻaʻole kiʻekiʻe ka helu hoʻoheheʻe ʻana, komo ka liʻiliʻi o nā mea i loko o ka matrix hao hao, e hōʻike ana e pili ana ka hoʻopaʻa metala ma kahi kokoke i ka ʻili hoʻopaʻa.

4 Ho'āʻo ikaika hoʻopaʻa

Ma hope o ka hoʻokomo ʻia ʻana o ka CuSn12Ni2 tin keleawe mea ma ka 42CrMo alloy steel matrix e ka wikiwiki laser cladding kaʻina, pono e loaʻa ka ikaika hoʻopaʻa kiʻekiʻe me ka matrix ke hoʻohana ʻia ia ma ke ʻano he friction-hoʻemi a me ka lole pale pale o kahi sliding. hali ana. Hiki ke loaʻa kēia ma ka hoʻoponopono ʻana i nā ʻāpana kaʻina hana hoʻopaʻa laser kiʻekiʻe. Ua hoʻomākaukau ka mea kākau i nā kikoʻī no ka hoʻāʻo ikaika hoʻopaʻa ʻana e like me ke kūlana aupuni GB/T12948-1991 "Destructive Test Method for Bimetallic Bond Strength of Sliding Bearings" a hana i kahi hoʻāʻo ikaika paʻa. ʻO ka ikaika hua o CuSn12Ni2 tin keleawe mea he 140MPa ~ 150MPa, a ʻo ka ikaika tensile he 260MPa ~ 300MPa. Ke emi ka ikaika o ka hoʻopaʻa ʻana ma mua o ka ikaika o ka hoʻohua ʻana, e hana ʻia ka haʻihaʻi ma ka ʻili pili. Aia ka ikaika hoʻopaʻa ma waena o ka ikaika hoʻohua a me ka ikaika tensile, e mau ana ka haʻihaʻi ma ka ʻili hoʻopaʻa, akā ua hāʻawi mua ke kino keleawe CuSn12. Ke ʻoi aku ka ikaika o ka hoʻopaʻa ʻana ma mua o ka ikaika tensile, e hana ʻia ka haʻihaʻi ma ke kino keleawe CuSn12Ni2 tin. Hōʻike ʻia ka hoʻāʻo ikaika hoʻopaʻa maʻamau ma ka Figure 8, a hōʻike ʻia nā hopena hōʻike ma ka Figure 9. E like me ka ʻike ʻia mai ka Figure 9, ʻo ka ikaika hoʻopaʻa maʻamau o nā laʻana ʻelua ma hope o ka hoʻāʻo ʻana he 429.5MPa a me 326.6MPa, kēlā me kēia. ʻoi aku ka nui ma mua o ka ikaika tensile o ka mea, e hōʻike ana i ka ikaika o ka hoʻopaʻa ʻana o ka ʻili hoʻopaʻa ma mua o ka ikaika tensile o CuSn12Ni2 tin keleawe. Ua ʻike ʻia ka ʻili o ka haʻihaʻi o ka hāpana mai ka hoʻāʻo ʻana ʻo CuSn12Ni2 tin keleawe kino, e like me ka hōʻike ʻana ma ka Figure 10, ka mea e hōʻoiaʻiʻo ana i ka ikaika o ka hoʻopaʻa ʻana o ka ʻili paʻa ma mua o ka ikaika tensile o CuSn12Ni2 tin keleawe. Hōʻike pū nā hopena hoʻāʻo ikaika hoʻopaʻa i ka CuSn12Ni2 tin keleawe a me 42CrMo alloy steel matrix i loaʻa i ka metallurgical paʻa.

5 Hoʻopau

Ua aʻo ka mea kākau i ka hana hoʻopaʻa ʻana o CuSn12Ni2 tin keleawe a me ke kila kila matrix i hoʻomākaukau ʻia e ka wikiwiki laser cladding kaʻina, a ʻike ʻia ʻo CuSn12Ni2 tin keleawe a me 42CrMo alloy steel matrix i hana i ka hoʻopaʻa ʻana metala.

Ma kahi kokoke i ka ʻili pili, ʻo CuSn12Ni2 tin keleawe ka nui o nā dendrites. Ma kahi kokoke i ka ʻili o CuSn12Ni2 tin keleawe, aia nā kristal equiaxed. Hōʻike kēia i ka liʻiliʻi o ka undercooling kokoke i ka ʻili hoʻopaʻa a nui ka undercooling ma ka ʻili.

ʻAʻole kiʻekiʻe loa ka dilution rate o CuSn12Ni2 tin keleawe ma ke kaʻina hana laser cladding kiʻekiʻe, no laila he liʻiliʻi ka hopena o ke kaʻina hana i ka haku mele a me nā waiwai mechanical o ke keleawe keleawe.

Ke hoʻololi ʻia nā ʻāpana kaʻina hana laser cladding kiʻekiʻe i nā ʻāpana kūpono, hiki i ka ikaika hoʻopaʻa o ka ʻili hoʻopaʻa ke ʻoi aku ma mua o ka ikaika tensile o CuSn12Ni2 tin keleawe.