산업기계, 항공우주, 자동차 등 고급 제조업 분야에 비해 농기계 제조업은 늘 뒤처져 있다. 농업 현대화 발전을 촉진하기 위해서는 레이저 클래딩 기술 농업 기계의 수리 및 강화. 다른 분야의 선진기술연구성과를 학습하여 농업기계의 수리 및 강화에 관한 연구방향을 제시합니다. 따라서 복잡한 토양 환경에서 농기계의 신뢰성을 향상시키기 위해 현장 수리; 내마모성을 향상시킵니다. 내식성을 향상시키고; 경도를 향상시킵니다.

현장 수리: 농업 기계는 사용 강도가 높고 작업 환경이 열악합니다. 많은 농기계 부품은 장기간 사용 시 과부하 상태에 있으므로 소성 변형, 마모, 균열, 부식 및 기타 문제가 발생하기 쉽습니다. 현장수리(In-Situ Repair)란 결함이 있는 부품을 구체적으로 처리해 원래의 크기로 복원하는 것을 말하며, 레이저 클래딩(Laser Cladding)은 주요 현장수리 기술 중 하나이다. 수리된 부품은 쉽게 변형되지 않고 냉각 속도가 빠르며 정밀도가 높고 성능이 우수한 장점을 갖고 있어 농업기계 수리 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 예를 들어, 농업 기계 작동 중에 기어 부품은 강한 교번 응력의 영향을 받아 플래시, 치아 갉아먹기, 변형 및 기타 문제를 일으키기 쉽습니다. 레이저 클래딩 기술을 사용하면 결함이 있는 장비를 원래 크기로 복원할 수 있습니다. 실험적 검증을 통해 레이저 클래딩으로 수리한 기어는 정상적으로 작동할 수 있을 뿐만 아니라 기어의 내충격성, 경도, 내마모성 및 기타 특성도 크게 향상되었습니다.

또한 샤프트 부품 역시 농기계에서 자주 수리가 필요한 부품 중 하나입니다. 샤프트 부품은 교번 응력의 영향을 받는 것 외에도 마찰과 마모의 영향도 받고 마찰과 마모의 영향이 더 크며 이는 손상의 주요 원인이기도 합니다. 농업기계의 작업환경은 상대적으로 열악합니다. 내부 샤프트가 장기간 회전하는 동안 경도가 높은 모래 입자가 내부로 침투하여 마모되어 국부적으로 깊은 흠집이 발생합니다. 긁힘은 연마 입자의 효과를 강화시켜 결국 손상 과정을 악화시키고 악순환을 형성합니다. 베어링의 현장 수리에 레이저 클래딩 기술을 적용하면 스크래치를 메우고 샤프트의 표면 형태를 복원할 수 있습니다. 레이저 클래딩 기술로 준비된 코팅은 상대적으로 얇으며 작업자는 클래딩 코팅의 두께를 효과적으로 제어할 수 있으므로 수리된 부품의 기하학적 공차와 치수 정확도가 보장됩니다.

내마모성 향상: 농업 기계의 마모는 일반적으로 접착 마모와 연마 마모로 구분되며, 그중 연마 마모가 가장 일반적입니다. 연마 마모는 부품 표면과 상대적으로 단단한 연마 입자 사이의 마찰로 인해 발생하는 마모입니다. 농사를 짓는 동안 흙이나 모래가 직접 닿으면 심각한 마모가 발생할 수 있습니다. 내마모성을 향상시키기 위한 피복재는 다양하며, 그 중 철계 피복재는 농업 기계 분야에서 가장 널리 사용됩니다. 철계 합금은 농기계 부품의 모재와 조성이 유사하고, 금속학적 결합이 양호하며, 내마모성이 높고 코팅 비용이 저렴하기 때문에 널리 사용되어 왔습니다. 단일 철 기반 합금은 또한 높은 융점, 열악한 합금 자체 플럭스, 열악한 내 산화성, 열악한 유동성, 더 많은 기공 및 슬래그 포함과 같은 단점을 가지고 있습니다. 나중에 철 기반 합금을 개선하기 위해 B 및 Si 원소가 포함된 Fe 기반 자가 플럭싱 합금을 추가하여 내마모성을 더욱 향상시켰습니다. 또한, 클래딩 재료에 희토류 원소를 첨가하면 클래딩 코팅의 내마모성을 향상시킬 수 있습니다. 클래딩 합금 분말을 CeO2 화학 조성 비율에 따라 기계적으로 혼합하고, 강재 표면에 클래딩 코팅을 준비합니다. 획득된 클래딩층은 현장에서 반응하여 치밀한 구조, 기공 및 균열이 없고 내마모성이 크게 향상된 세라믹 경질상을 생성합니다. 희토류 원소는 클래딩 층의 미세 구조를 크게 개선하고 수지상 구조를 개선할 수 있습니다. 그 중에서도 희토류 원소의 합리적인 첨가량을 파악하는 것이 관건이다. 희토류 원소를 적절하게 첨가하면 클래딩층의 내마모성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.

내식성 향상: 농기계 농기계 부품은 농약, 비료, 유기비료 등 습하고 부식성 환경에서 작동하는 경우가 많아 농기계 손상을 가속화합니다. 레이저 클래딩 분말의 구성은 클래딩 층의 내식성에 직접적인 영향을 미칩니다. 내식성에 대한 연구 및 탐구에서 니켈 기반 자가 플럭싱 합금 분말은 레이저 클래딩 재료에서 가장 두드러지며 국부 내식성 부품 수리에 널리 사용됩니다. 연구가 심화됨에 따라 학자들은 클래딩 공정 중 외부 현장 조건의 추가 및 제어가 클래딩 층의 내식성에 중요한 영향을 미친다는 사실을 발견했습니다. 60강 표면에 레이저 클래딩을 통해 Fe45 합금 코팅을 준비하고 이를 보조하기 위해 기계적 진동과 자기장의 복합장 장치를 추가했다. 복합 분야의 작용으로 코팅의 Fe-Cr 고용체 함량이 효과적으로 증가하여 코팅의 내식성이 크게 향상되었으며 농업 기계를 강화하기 위해 레이저 클래딩 공정을 더욱 최적화하기 위한 지침을 제공했습니다.

경도 향상: 토양 아래에는 큰 돌과 식물 뿌리가 있기 때문에 회전 칼, 디스크 하로우와 같은 경작 부품은 쟁기 과정에서 큰 충격을 받고 손상될 수 있으므로 농업 기계의 경도에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 일부 학자들은 Fe45 합금과 Ni60 합금의 클래딩 층을 경도 측면에서 비교하기 위해 60 강철을 기본 재료로 사용했습니다. 동일한 레이저 출력 및 분말 공급량 조건에서 Ni60 합금 클래딩 코팅의 경도는 더 높지만 균열 결함이 더 많은 반면 Fe60 합금은 접합 영역에서 경도가 높고 전체 경도 분포가 편평합니다. 야금학적 결합이 양호하고 뚜렷한 결함이 없습니다. 니켈 기반 합금과 비교하여 철 기반 합금 분말은보다 이상적인 종합 성능을 가지며 45 강철의 레이저 클래딩 표면 처리에 더 적합합니다. 나중에 Fe60 합금 클래딩 층의 미세 구조와 특성이 추가로 연구되었습니다. 단일 패스 클래딩 Fe60 합금 클래딩 층은 주로 Ni, Cr 및 Si가 풍부한 등축 결정, 수지상 결정 및 주상 결정으로 구성됩니다. 적절한 레이저 클래딩 공정 제어를 통해 클래딩 층의 신속한 용융 및 응고를 달성하여 비평형, 하위 결정 수지상 공융 구조를 형성합니다. Si 원자의 고용 강화와 레이저 처리된 구조의 미세 입자 강화로 매끄럽고 치밀하며 열 영향을 받는 고품질 클래딩 층을 형성하여 코팅의 경도를 크게 향상시킵니다.

레이저 클래딩 최근 몇 년 동안 경질상 입자가 널리 주목을 받았습니다. 경질상 입자에는 WC, NbC, TiC, Tac 및 Vc가 포함됩니다. WC 입자의 첨가는 기재의 미세경도를 향상시키는 데 긍정적인 영향을 미칩니다. Maet al. 공융 구조 특성과 높은 경도를 갖는 Ni60/WC 복합 코팅을 준비하기 위해 레이저 클래딩 기술을 사용했습니다. 경화 강화 금속 기반 복합 코팅은 높은 경도와 특정 소성 변형 용량으로 인해 마모 조건이 있는 다양한 기계 부품의 표면에 널리 사용되었습니다.

거의 반세기에 걸친 연구 끝에 레이저 클래딩 기술은 고급 제조 분야에서 많은 양의 실험 데이터와 기본 이론을 축적했습니다. 그러나 농기계 자체의 특성과 작업물의 복잡성으로 인해 그 제조, 수리, 강화 방법이 고급 제조업 분야에 비해 뒤떨어져 있습니다. 따라서 농기계의 수리 및 강화에 대한 레이저 클래딩 기술의 연구 및 적용은 뒤늦게 시작되었으며 기본적으로 코팅 재료 준비 공정 및 마모 및 부식 방지 성능에 대한 1차 연구 단계에 있습니다.

농업기계 수리 및 강화 분야에서 레이저 클래딩 기술의 촉진 및 적용을 실현하기 위해 향후 다음과 같은 세 가지 방향으로 연구가 수행될 수 있습니다.

1. 고급 제조업에서 축적된 연구 결과를 농업 기계 수리 및 강화의 실제 생산 조건과 결합하여 농업 기계 설계 및 제조의 수준이 낮고 느린 발전 상황을 변화시키는 방법을 배웁니다.
2. 농기계 수리 및 강화에 적합한 새로운 복합재료 분말을 연구 개발합니다. 기존 자재 시스템을 기반으로 농기계의 특성과 결합하여 다양한 작업 조건에 적합한 고품질 피복재 분말 시스템을 설계합니다.
3. 레이저 클래딩은 여러 공정 매개변수의 공동 작용의 결과입니다. 공정 매개변수의 적절한 조합을 선택해야만 최고의 성능을 지닌 클래딩 코팅을 얻을 수 있습니다. 따라서 공정변수의 최적화 설계에 관한 연구는 매우 중요한 실무적 의의를 갖는다.

농업 기계의 수리 및 강화에 레이저 클래딩 기술을 적용하는 데는 여전히 약간의 어려움이 있지만 과학 연구원의 공동 노력으로 가까운 장래에 레이저 클래딩 기술이 실험실 밖으로 나갈 수 있다고 믿어집니다. 농업 기계 수리 및 강화 분야에서 널리 사용되며 우리나라의 농업 기계화 과정에 대한 강력한 보장을 제공합니다. (그리고 희루이레이저 현재 농기계 공구의 일괄 수리에 레이저 클래딩 기술을 사용하고 있으며 효과가 매우 좋습니다)