सध्याचा शोध लेझर ॲडिटीव्ह रिपेअर तंत्रज्ञानाच्या क्षेत्राशी संबंधित आहे आणि विशेषत: लेसर क्लेडिंग मटेरियल आणि शील्ड मशीन कटर मजबूत करण्यासाठी लेसर क्लॅडिंग पद्धतीशी संबंधित आहे.

विविध बोगदा प्रकल्पांच्या बांधकामात शील्ड मशीनचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. ढाल मशीन कटर थेट उत्खनन पृष्ठभागावर कार्य करते. त्याच्या कठोर कामकाजाच्या वातावरणामुळे, अस्थिर भार आणि मोठ्या प्रभावाच्या भारामुळे, उत्खनन प्रक्रियेदरम्यान हा सर्वात सहजपणे खराब झालेल्या भागांपैकी एक आहे. क्लिष्ट खडकाच्या पृष्ठभागावर काम करताना, खडक फोडण्याचे स्टेशन लक्ष्य सुनिश्चित करण्यासाठी, यांत्रिक जोर वाढविला जातो आणि कटरचा पोशाख खूप गंभीर असतो. त्याच वेळी, शील्ड मशीनच्या कामकाजाच्या वातावरणाच्या जटिलतेमुळे, कटरच्या प्रभावाची कठोरता देखील मानली जाते. विद्यमान कटरचे यांत्रिक गुणधर्म उच्च मूल्यापर्यंत पोहोचले आहेत आणि आणखी सुधारणे कठीण आहे. घर्षण आणि परिधान सिद्धांत विश्लेषणानुसार, कडकपणा वाढल्याने कटरचा पोशाख प्रतिरोध सुधारेल. सध्या, मुख्य साधन सुधारणा पद्धत म्हणजे पोशाख-प्रतिरोधक कोटिंग लागू करणे.

उच्च दर्जाच्या स्वातंत्र्यासह एक उदयोन्मुख बळकटीकरण तंत्रज्ञान म्हणून, लेझर क्लेडिंग तंत्रज्ञानाचा वापर भाग मजबूत करणे, भागांची दुरुस्ती आणि पुनर्निर्मिती इत्यादीसाठी केला जाऊ शकतो. जलद गरम आणि जलद शीतकरण यांचे संयोजन प्रभावीपणे संस्थेला परिष्कृत करण्यात आणि बळकटीकरण प्रभाव सुधारण्यास मदत करू शकते; कोटिंग डायल्युशन रेट कमी आहे, जे पुढे खात्री देते की कोटिंगची कामगिरी मूळ डिझाइनच्या हेतूशी सुसंगत आहे; क्लॅडींग कोटिंग मेटलर्जिकल बाँडिंग प्राप्त करणे सोपे आहे, भविष्यातील ऑपरेशन्समध्ये उपकरणाची विश्वासार्हता सुनिश्चित करते; कठोर पोशाख-प्रतिरोधक कण कडकपणा सुधारतात आणि प्रतिरोधकपणा सुधारतात, तर कडकपणा सुधारण्यासाठी आणि ठिसूळपणा टाळण्यासाठी कठीण बाँडिंग टप्प्याचे प्रमाण नियंत्रित करतात. तथापि, लेसर क्लॅडिंग प्रक्रिया संमिश्र पावडर सामग्रीच्या कार्यक्षमतेद्वारे प्रतिबंधित आहे आणि क्लॅडिंग लेयरमध्ये क्रॅक आणि समावेशासारख्या दोषांचा धोका असतो, ज्यामुळे वापर मर्यादित होतो. लेसर क्लेडिंग शील्ड मशीन कटर मजबूत करण्याच्या क्षेत्रात. कटर रॉक ब्रेकिंग मेकॅनिझम, रॉक पॅरामीटर्स आणि विद्यमान पोशाख-प्रतिरोधक क्लॅडिंग लेयरच्या संशोधनाच्या सैद्धांतिक समर्थनासह, शक्ती, कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध यासाठी शील्ड मशीन कटरच्या विशिष्ट आवश्यकतांचे विश्लेषण केले जाते. शील्ड मशीन हॉबला कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोधकतेसाठी कठोर आवश्यकता असल्याने, कठीण बाँडिंग फेज आणि कठोर पोशाख-प्रतिरोधक कणांच्या दुहेरी यंत्रणेसह लेसर क्लॅडिंग लेयर सामग्री वापरणे आवश्यक आहे. तथापि, कठोर पोशाख-प्रतिरोधक कणांचे वस्तुमान प्रमाण जसजसे वाढते तसतसे, क्लॅडिंग लेयरच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करणारे घटक गुंतागुंतीचे बनतात आणि स्थानिक ताण एकाग्रता आणि क्रॅक स्त्रोत वाढतात.

सारांश, हॉब क्लॅडींग लेयरची चांगली बाँडिंग कामगिरी आणि उत्कृष्ट पोस्ट-प्रोसेसिंग कार्यप्रदर्शन सुनिश्चित करण्याच्या उद्देशाने, शील्ड मशीनच्या वापरास पूर्ण करू शकणारे मजबूत आणि कठीण मिश्र धातुचे कोटिंग मिळवणे ही तातडीची समस्या आहे. हे लक्षात घेऊन सध्याचा आविष्कार खास प्रस्तावित आहे.

वर नमूद केलेल्या समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी, सध्याचा शोध लेझर क्लेडिंग सामग्री आणि शिल्ड मशीन हॉब मजबूत करण्यासाठी लेसर क्लेडिंग पद्धत प्रदान करतो. सध्याच्या आविष्काराचा मुख्य भाग आहे: मोठ्या-दाणेदार गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड (व्यास 50μm-100μm) आणि लहान-दाणे गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड (व्यास 20μm-45μm) लोह-आधारित मिश्र धातु पावडरमध्ये मिसळून आणि नंतर हॉबच्या पृष्ठभागावर क्लेडिंग , एकूण टंगस्टन कार्बाइड (WC) गुणोत्तर नियंत्रित करून आणि मोठ्या आणि लहान कणांचे गुणोत्तर समायोजित करून, गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडच्या प्रत्येक कण आकार श्रेणीचे फायदे जास्तीत जास्त वाढवले ​​जातात आणि क्लॅडिंग लेयरचे यांत्रिक गुणधर्म सर्वसमावेशकपणे सुधारले जातात. डब्ल्यूसी कणांमध्ये उच्च कडकपणा आणि पोशाख प्रतिरोध असतो. संमिश्र कोटिंगमध्ये एक कठीण टप्पा म्हणून, त्याची स्वतःची उच्च कठोरता (2000HV0.3 पेक्षा जास्त) कार्यप्रदर्शन आणि ते आणणारे शील्डिंग प्रभाव क्लॅडिंग लेयरला प्रभावीपणे मजबूत करू शकते. तथापि, जेव्हा लोह-आधारित क्लॅडिंग लेयरमध्ये टंगस्टन कार्बाइडचे वस्तुमान प्रमाण 50% पेक्षा जास्त असते, तेव्हा क्रॅकची संवेदनशीलता वाढते. म्हणून, शील्ड मशीन हॉबच्या वापर आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी, टंगस्टन कार्बाइडचे वस्तुमान प्रमाण नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. कोबाल्ट/निकेल सामग्रीची बचत करणारे लेसर क्लेडिंग हॉब मजबूत करणारे साहित्य मिळविण्यासाठी मटेरियल मॅट्रिक्स उच्च-शक्तीच्या लोह-आधारित मिश्र धातु पावडरचा अवलंब करते.

वर नमूद केलेला उद्देश साध्य करण्यासाठी, सध्याचा शोध खालील तांत्रिक योजनेचा अवलंब करतो:

शील्ड मशीनच्या हॉबला मजबूत करण्यासाठी लेसर क्लेडिंग मटेरियल, ज्यामध्ये बेस लेयर आणि बेस लेयरवर पोशाख-प्रतिरोधक लेयर आहे; बेस लेयरवर लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर I, लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर I मध्ये गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I यांचा समावेश आहे, गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I ची वस्तुमान टक्केवारी 25 आहे %-35%, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I ची वस्तुमान टक्केवारी 65%-75% आहे, गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I मधील मोठ्या-दाण्यांच्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे गुणोत्तर 3.5:1- आहे. 2.5:1, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I मध्ये C, Si, Cr, Ni, Mo, Mn, Fe समाविष्ट आहे, C ची वस्तुमान टक्केवारी 0.07%-0.13% आहे, Si ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 1.2%-2% , Cr ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 21%-28%, Ni ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 12%-20%, Mo ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 0%-7%, Mn ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 1.3 %-0.7%, आणि शिल्लक Fe आहे;

पोशाख-प्रतिरोधक थर लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड संमिश्र मिश्र धातु पावडर II च्या क्लेडिंगद्वारे तयार होतो, लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड संमिश्र मिश्र धातु पावडर II मध्ये गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II असते, गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडची वस्तुमान टक्केवारी II 35%-45% आहे, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I ची वस्तुमान टक्केवारी 55%-65% आहे, गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II मधील मोठ्या-दाण्यांच्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे गुणोत्तर 1 आहे: 1-1.4:1, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II मध्ये C, Si, Cr, Ni, Mo, Mn, Fe आहे, C ची वस्तुमान टक्केवारी 0.07%-0.13% आहे, Si ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 1.2%- 2%, Cr ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 21%-28%, Ni ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 12%-20%, Mo ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 0.7% -1 .3%, Mn ची वस्तुमान टक्केवारी आहे : ०.७%-१.३%, आणि शिल्लक Fe आहे.

पुढे, गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I ची वस्तुमान टक्केवारी 30% आहे, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I ची वस्तुमान टक्केवारी 70% आहे, गोलाकार टंगस्टनमधील मोठ्या-दाण्यांच्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे गुणोत्तर आहे. कार्बाइड I 3:1 आहे, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I मध्ये C ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 0.1%, Si ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 1.6%, Cr ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 23%, Ni ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 14%, Mo ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 1%, Mn ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 1%, आणि शिल्लक Fe आहे.

पुढे, गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II ची वस्तुमान टक्केवारी 40% आहे, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II ची वस्तुमान टक्केवारी 60% आहे, गोलाकार टंगस्टनमधील मोठ्या-दाण्यांच्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे गुणोत्तर आहे. कार्बाइड II 55:45 आहे, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II मध्ये C ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 0.1%, Si ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 1.6%, Cr ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 23%, Ni ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 14%, Mo ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 1%, Mn ची वस्तुमान टक्केवारी आहे: 1%, आणि उर्वरित Fe आहे.

पुढे, मोठा-दाणे असलेला गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड हा 50μm-100μm व्यासाचा टंगस्टन कार्बाइड कण आहे आणि लहान-दाणे असलेला गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड 20μm-45μm व्यासाचा टंगस्टन कार्बाइड कण आहे. सध्याचा शोध वर वर्णन केल्याप्रमाणे लेसर क्लेडिंग सामग्रीसाठी लेसर क्लेडिंग पद्धत देखील प्रदान करतो, प्रथम लोखंडावर आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर I शील्ड मशीन हॉबच्या पृष्ठभागावर आच्छादित करण्यासाठी बेस लेयर म्हणून वापरला जातो आणि नंतर लोखंडी क्लेडिंग बेस लेयरच्या वरच्या पृष्ठभागावर टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्रधातूची पावडर II पोशाख-प्रतिरोधक स्तर म्हणून.

पुढे, पद्धतीमध्ये विशेषतः खालील चरणांचा समावेश आहे:

पायरी 1, सब्सट्रेट प्रीट्रीटमेंट
थर पृष्ठभागावरील ऑक्साईड काढण्यासाठी अँगल ग्राइंडर वापरा, पृष्ठभाग गुळगुळीत होईपर्यंत कापण्यासाठी सँडपेपर वापरा, आणि नंतर पृष्ठभागावरील तेल आणि अवशिष्ट घाण काढून टाकण्यासाठी ते स्वच्छ आणि कोरडे करण्यासाठी एसीटोन वापरा;

पायरी 2, पावडर प्रीट्रीटमेंट
लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर I आणि लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर II अनुक्रमे उष्णता संरक्षण आणि कोरडे करण्यासाठी व्हॅक्यूम ड्रायिंग ओव्हनमध्ये ठेवलेले आहेत;

पायरी 3, लेसर क्लेडिंग बेस लेयर
पावडर फीडिंग डबल-बॅरल पावडर फीडरच्या कोएक्सियल पावडर फीडिंग पद्धतीचा अवलंब करते आणि वाळलेल्या लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर I आणि लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर II पावडरच्या वेगवेगळ्या पावडर फीडिंग बॅरलमध्ये ठेवल्या जातात. फीडर अनुक्रमे, आणि पावडर स्पॉट लेसर स्पॉट स्थानावर एकत्र करण्यासाठी समायोजित केले आहे;
हाय-पॉवर सेमीकंडक्टर लेसर वापरला जातो, आणि यांत्रिक आर्म आणि टिल्टिंग पोझिशनरचा वापर लेसर आणि हॉबची सापेक्ष स्थिती समन्वयित करण्यासाठी आणि हॉबच्या रोटेशनची जाणीव करण्यासाठी, लेसर मोड आणि फोकल लांबी समायोजित करण्यासाठी आणि दोन कपडे घालण्यासाठी केला जातो. हॉबच्या पृष्ठभागावर लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर I चे थर चांगल्या आर्गॉन संरक्षणात्मक वातावरणाखाली लेसर क्लॅडिंग बेस लेयर तयार करण्यासाठी;

पायरी 4, लेझर क्लेडिंग पोशाख-प्रतिरोधक थर
बेस लेयरची पृष्ठभाग पॉलिश आणि सपाट केली जाते आणि पृष्ठभागावरील परदेशी पदार्थ काढून टाकले जातात. उपचार पूर्ण झाल्यानंतर, लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर II वापरून बेस लेयरच्या वरच्या भागावर क्लॅडिंग लेयरचा थर तयार केला जातो.

शिवाय, चरण 1 मधील सब्सट्रेट H13 स्टील आहे.
पुढे, पायरी 3 मधील लेझर क्लॅडिंग प्रक्रिया पॅरामीटर्स आहेत: लेसर क्लॅडिंग पॉवर 1400W आहे, स्पॉट व्यास 4mm आहे, स्कॅनिंग गती 600mm/मिनिट आहे, ओव्हरलॅप दर 40% आहे, पावडर फीडिंग गती 10.8g/min आहे, शील्डिंग गॅस: आर्गॉन, पावडर फीडिंग गॅस: आर्गॉन, शील्डिंग गॅस फ्लो रेट 12L/मिनिट आहे आणि बेस लेयरची जाडी 1mm होण्यासाठी तयार आहे.
पुढे, चरण 4 मधील लेझर क्लॅडिंग प्रक्रिया पॅरामीटर्स आहेत: लेसर क्लॅडिंग पॉवर 1400W आहे, स्पॉट व्यास 4mm आहे, स्कॅनिंग गती 420mm/मिनिट आहे, ओव्हरलॅप रेट 40% आहे, पावडर फीडिंग स्पीड 10.8g/min आहे, शील्डिंग गॅस: आर्गॉन, पावडर फीडिंग गॅस: आर्गॉन, शील्डिंग गॅस फ्लो रेट 12L/मिनिट आहे आणि पोशाख-प्रतिरोधक स्तर 1mm होण्यासाठी तयार आहे.

सध्याच्या शोधाचे फायदेशीर परिणाम खालीलप्रमाणे आहेत:
सध्याचा शोध लेझर क्लेडिंग मटेरियल आणि शील्ड मशीनच्या हॉब कटरला मजबूत करण्यासाठी लेसर क्लेडिंग पद्धत प्रदान करतो. लोह-आधारित मिश्र धातु हा एक बाँडिंग टप्पा आहे ज्यामध्ये चांगला क्रॅक प्रतिरोध आणि कटर रिंग सब्सट्रेटची उत्कृष्ट ओलेपणा आहे. निकेल-आधारित मिश्रधातू आणि कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुंच्या बाँडिंग टप्प्यांच्या तुलनेत, ही एक अत्यंत किफायतशीर निवड आहे. त्याच वेळी, बाँडिंग टप्पा धारण करण्याच्या मजबूत क्षमतेमुळे, ते टंगस्टन कार्बाइड कणांसह अधिक चांगल्या प्रकारे मजबूत केले जाऊ शकते. टंगस्टन कार्बाइडच्या आकारामुळे होणारा कोपरा ताण कमी करण्यासाठी गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड निवडले जाते. 20μm-45μm व्यासासह टंगस्टन कार्बाइड कण आकाराने लहान असतात, मेटल मॅट्रिक्ससह मोठे इंटरफेस क्षेत्र असते, इंटरफेस प्रभाव वाढवतात आणि समान रीतीने वितरीत केले जातात. 50μm-100μm व्यासासह टंगस्टन कार्बाइडचे कण चांगले बळकट करणारे परिणाम देऊ शकतात आणि क्लॅडिंग लेयरची बेअरिंग क्षमता वाढवू शकतात.

प्रथम, जेव्हा 50μm-100μm टंगस्टन कार्बाइड पावडरचा उच्च द्रव्यमानाचा अंश 20μm-45μm टंगस्टन कार्बाइड पावडरच्या लहान वस्तुमान अपूर्णांकात मिसळला जातो, तेव्हा मॅट्रिक्स मिश्रधातूची चांगली कणखरता एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत राखली जाऊ शकते, तर ताकद आणि कडकपणा कमी होतो. अजूनही सुधारले पाहिजे. लेसर क्लॅडींग लेयरमध्ये 50μm-100μm टंगस्टन कार्बाइड पावडरचे एकत्रीकरण 20μm-45μm टंगस्टन कार्बाइड पावडरपेक्षा कमी असल्याने, ते मोठ्या-दाणेदार टंगस्टन कार्बाइड पावडरचा वापर केल्यामुळे होणाऱ्या स्पष्ट स्थानिक कडक होण्याच्या घटनेपेक्षा वेगळे आहे. क्लेडिंग थर. थोड्या प्रमाणात 20μm-45μm टंगस्टन कार्बाइड पावडरच्या मिश्रणाने हे अंतर अधिक चांगल्या प्रकारे भरून मिश्रणाच्या गुणवत्तेची एकसमानता वाढू शकते. म्हणून, लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर I बेस लेयर तयार करण्यासाठी योग्य आहे जो संयुक्त लेसर क्लॅडिंग कोटिंगमध्ये कठोर भूमिका बजावतो.

दुसरे म्हणजे, जेव्हा 50μm-100μm टंगस्टन कार्बाइड पावडर आणि 20μm-45μm टंगस्टन कार्बाइड पावडर समान प्रमाणात मिसळले जातात, तेव्हा उच्च सरासरी कडकपणा दिसून येईल आणि उच्च शक्तीची कार्यक्षमता देखील प्राप्त होईल, ज्यामुळे शील्ड मशीनच्या पोशाख प्रतिरोधनामध्ये लक्षणीय सुधारणा होऊ शकते. कटर रिंग. या कार्यक्षमतेच्या वैशिष्ट्याच्या आधारे, लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर II संयुक्त लेसर क्लॅडिंग कोटिंगच्या पृष्ठभागाच्या थराचा पोशाख-प्रतिरोधक स्तर तयार करण्यासाठी योग्य आहे.

सध्याच्या शोधाच्या पद्धतीची विशिष्ट अंमलबजावणी योजना अधिक स्पष्टपणे स्पष्ट करण्यासाठी, विशिष्ट अंमलबजावणी योजना सोबतच्या रेखाचित्रांच्या संयोगाने सादर केली जाईल.
आकृती 1 निवडलेल्या मिश्रधातूच्या पावडरची स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप प्रतिमा आहे: (अ) लोह-आधारित मिश्रधातूच्या पावडरचे मॅक्रोस्कोपिक मॉर्फोलॉजी आहे; (b) मिश्र आकाराच्या टंगस्टन कार्बाइड कणांचे मॅक्रोस्कोपिक मॉर्फोलॉजी आहे; (c) 20-45μm टंगस्टन कार्बाइड कणांचे मॅक्रोस्कोपिक मॉर्फोलॉजी आहे; (d) 50-150μm टंगस्टन कार्बाइड कणांचे मॅक्रोस्कोपिक मॉर्फोलॉजी आहे;

आकृती 2 ही लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड संमिश्र मिश्र धातु पावडर लेसर क्लेडिंग लेयरची मेटालोग्राफिक प्रतिमा आहे;

आकृती 3 ही लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड संमिश्र क्लॅडिंग लेयरची स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शक प्रतिमा आहे;

आकृती 4 लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर लेसर क्लॅडिंग लेयरच्या कडकपणा चाचणी परिणामांचे एक योजनाबद्ध आकृती आहे;

आकृती 5 चाकू रिंग क्लेडिंग फ्लो चार्ट आहे;

आकृती 6 चाकू रिंग क्लेडिंग डिव्हाइसचे एक योजनाबद्ध आकृती आहे.

आकृतीमध्ये: 1 एक 6KW लवचिक लेसर प्रक्रिया प्रणाली आहे, 2 शील्ड मशीन हॉब आहे, आणि 3 पोझिशनर आहे.

विशिष्ट अंमलबजावणी पद्धत
सध्याच्या आविष्काराचे खाली विशिष्ट अवतारांद्वारे वर्णन केले आहे, परंतु सध्याच्या आविष्काराचे संरक्षण क्षेत्र इतकेच मर्यादित नाही.
खालील उदाहरणांमध्ये, लोह-आधारित मिश्रधातूचे पावडर सर्व समान अणुकरण पद्धतीने तयार केले जातात आणि 50-100μm कण आकाराचे पावडर मिळविण्यासाठी चाळले जातात. पावडर मॉर्फोलॉजी आकृती 1(a) मध्ये दर्शविली आहे. खालील उदाहरणांमधील टंगस्टन कार्बाइड हे सर्व गोलाकार कास्ट टंगस्टन कार्बाइड आहे, आकृती 1(b) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे; लहान-कण गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचा कण आकार 20μm-45μm आहे, आकृती 1(c) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे; आकृती 50(d) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, मोठ्या-कण टंगस्टन कार्बाइड पावडरचा कण आकार 100μm-1μm असतो. लोह-आधारित मिश्रधातूची पावडर आणि टंगस्टन कार्बाइड व्हॅक्यूम बॉल मिलिंगद्वारे मिसळले जातात.

उदाहरण 1
या मूर्त स्वरूपातील लेसर क्लेडिंग सामग्रीमध्ये बेस लेयर आणि बेस लेयरवर घातलेला पोशाख-प्रतिरोधक थर समाविष्ट आहे. लोखंडावर आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर I ने पायाभूत थर लावला आहे. लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर I मध्ये गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I समाविष्ट आहे. गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I चा 30%, लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइडचा समावेश आहे. आधारित मिश्रधातूची पावडर I 70% आहे, आणि गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I मध्ये मोठ्या-दाण्यांच्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे गुणोत्तर 3:1 आहे;
पोशाख-प्रतिरोधक थर लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर II ने घातला आहे. लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर II मध्ये गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II समाविष्ट आहे. गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II चा वाटा 40% आहे, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II चा वाटा 60% आहे आणि मोठ्या-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे गुणोत्तर 55:45 आहे.
वर नमूद केलेले लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II समान लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर वापरतात आणि रचना वस्तुमान टक्केवारी C: 0.1%, Si: 1.6%, Cr: 23%, Ni: 12 आहे %, Mo: 1%, Mn: 1%, आणि शिल्लक Fe आहे.
वर नमूद केलेले मोठे-दाणे असलेला गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड हा 50μm-100μm व्यासाचा टंगस्टन कार्बाइड कण आहे आणि लहान-दाणे असलेला गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड 20μm-45μm व्यासाचा टंगस्टन कार्बाइड कण आहे.
शिल्ड मशीन हॉब सब्सट्रेट मटेरियलवर सिंगल-पास लेसर क्लॅडिंग स्ट्राँगिंग चाचणी केली गेली आणि ऑपरेशनची विशिष्ट पद्धत खालीलप्रमाणे आहे:
क्लॅडिंग सब्सट्रेट प्रीट्रीटमेंट: हॉब कटर रिंग क्लॅडिंग सब्सट्रेट म्हणून वापरली जाते आणि विशिष्ट सामग्री H13 स्टील आहे. आकृती 6 चा संदर्भ देताना, कटरची रिंग पोझिशनरवर क्लॅम्प केली जाते आणि पृष्ठभागावरील ऑक्साईड कोन ग्राइंडरने काढला जातो. आच्छादित केलेल्या पृष्ठभागास 80 जाळी, 240 जाळी आणि 500 ​​जाळीच्या सँडपेपरने पॉलिश केले जाते आणि नंतर पृष्ठभागावरील अवशिष्ट तेल आणि अवशिष्ट गंज काढून टाकण्यासाठी एसीटोनने स्वच्छ आणि वाळवले जाते.
क्लॅडिंग पावडर प्रीट्रीटमेंट: लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर I आणि लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर II व्हॅक्यूम ड्रायिंग ओव्हनमध्ये 130 डिग्री सेल्सिअस तापमानात 2 तास ठेवा. दुहेरी-बॅरल पावडर फीडरच्या कोएक्सियल पावडर फीडिंग पद्धतीने पावडर दिली जाते. वाळलेल्या लोखंडावर आधारित टंगस्टन कार्बाइड संमिश्र मिश्र धातु पावडर I आणि लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड संमिश्र मिश्र धातु पावडर II पावडर फीडरच्या वेगवेगळ्या पावडर फीडिंग बॅरल्समध्ये ठेवल्या जातात आणि पावडर स्पॉट्स लेसर स्पॉट स्थितीवर एकत्र येण्यासाठी समायोजित केले जातात.
बेस लेयर क्लेडिंग प्रक्रिया: पोझिशनर गती समायोजित करा जेणेकरून हॉबचा बाह्य परिधीय रोटेशन वेग 600mm/s सारखा असेल, पावडर फीडिंग गती 10.8g/min आहे, लेसर पॉवर 1400W आहे, बेस लेयरची जाडी तयार आहे. सुमारे 1 मिमी, संरक्षक वायू आर्गॉन आहे, पावडर फीडिंग वायू आर्गॉन आहे आणि संरक्षणात्मक वायू प्रवाह दर 12L/मिनिट आहे. हलके पावडरचे डाग एकत्र ठेवण्यासाठी प्रत्येक क्लॅडिंग लेयर नंतर फोकल लांबी पुन्हा समायोजित करा. बेस लेयरच्या दोन थरांना क्लेडिंग.
पोशाख-प्रतिरोधक लेयर क्लेडिंग प्रक्रिया: बेस लेयरची पृष्ठभाग पॉलिश आणि सपाट केली जाते आणि पृष्ठभागावरील परदेशी पदार्थ काढून टाकले जातात; उपचारानंतर, पोशाख-प्रतिरोधक थर तयार केला जातो. लोखंडावर आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर II वापरून बेस लेयरच्या वरच्या भागावर क्लॅडिंग लेयरचे दोन थर तयार केले जातात. पोझिशनर गती समायोजित केली जाते जेणेकरून हॉबची बाह्य परिधीय रोटेशन गती 600mm/s च्या बरोबरीची असेल, पावडर फीडिंग गती 10.8g/min आहे, लेसर पॉवर 1400W आहे आणि पोशाख-प्रतिरोधक स्तर तयार केला जातो. पोशाख-प्रतिरोधक थराची जाडी सुमारे 1 मिमी तयार केली जाते.
पोस्ट-प्रोसेसिंग: क्लॅडिंग नंतर क्लॅडिंग लेयर रंगीत दोष शोधण्याच्या अधीन आहे. दोष शोध परिणाम दर्शवितात की कोटिंगमध्ये कोणतेही स्पष्ट क्रॅक दोष नाहीत आणि क्लॅडिंग लेयरची गुणवत्ता चांगली आहे. क्लेडिंगनंतर चाकूची रिंग हीट ट्रीटमेंट फर्नेसमध्ये 260℃ तापमानात 4 तासांसाठी ठेवली जाते आणि नंतर लेसर क्लॅडिंग दरम्यान वेगवेगळ्या सामग्रीच्या संकोचन गुणोत्तरांमुळे निर्माण होणारा अवशिष्ट ताण काढून टाकण्यासाठी भट्टीत थंड केला जातो. हॉब पृष्ठभागावरील सिंगल-पास क्लॅडिंग लेयर वायर कटिंगद्वारे नमुना केला जातो. त्यानंतर, क्लॅडिंगनंतर हॉब क्लॅडिंग लेयरमध्ये टंगस्टन कार्बाइडच्या बाँडिंगवर मेटॅलोग्राफिक आणि स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप निरीक्षणे केली गेली. परिणाम आकृती 2 आणि 3 मध्ये दर्शविले आहेत. टंगस्टन कार्बाइड मॅट्रिक्समध्ये चांगले जोडलेले आहे आणि त्याची रचना दाट आहे. टंगस्टन कार्बाइडचा आकार गोलाकार राहतो. या प्रक्रियेत टंगस्टन कार्बाइडचे थर्मल नुकसान प्रभावीपणे नियंत्रित केले जाते आणि ठिसूळ टप्प्यांची निर्मिती कमी होते. नमुन्याच्या कडकपणाची चाचणी घेण्यात आली आणि त्याचे परिणाम आकृती 4 मध्ये दर्शविले गेले आहेत. सब्सट्रेटच्या तुलनेत कडकपणा लक्षणीयरीत्या सुधारला आहे.

उदाहरण 2
या अवतारात, लेसर क्लेडिंग सामग्रीमध्ये बेस लेयर आणि बेस लेयरवर घातलेला पोशाख-प्रतिरोधक थर समाविष्ट असतो. लोखंडावर आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर I ने पायाभूत थर लावला आहे. लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर I मध्ये गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I आहे. गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I चा 25% वाटा आहे, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I चा 75% वाटा आहे, आणि गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I मध्ये मोठ्या-दाण्यांच्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे गुणोत्तर 3.5:1 आहे.
पोशाख-प्रतिरोधक थर लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर II च्या क्लेडिंगद्वारे तयार होतो. लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर II मध्ये गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II समाविष्ट आहे. गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II 35%, लोह-आधारित मिश्रधातू पावडर II चा वाटा 65%, आणि मोठ्या-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे गुणोत्तर 1:1 आहे.
वर नमूद केलेले लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II समान लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर वापरतात आणि रचना वस्तुमान टक्केवारी C: 0.07%, Si: 1.2%, Cr: 28%, Ni: 14 आहे %, Mo: 1%, Mn: 1.3%, आणि शिल्लक Fe आहे.
वर नमूद केलेले मोठे-दाणे असलेला गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड हा 50μm-100μm व्यासाचा टंगस्टन कार्बाइड कण आहे आणि लहान-दाणे असलेला गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड 20μm-45μm व्यासाचा टंगस्टन कार्बाइड कण आहे.
पावडर प्रक्रिया, नमुना तयार करणे आणि चाचणी पद्धती उदाहरण 1 चा संदर्भ देतात. चाचणी केल्यानंतर, घटक गुणोत्तराची कठोरता तुलनेने जास्त असते, परिधान-प्रतिरोधक स्तराची सरासरी कठोरता 795HV0.3 पर्यंत पोहोचते आणि बेस लेयरची सरासरी कठोरता पोहोचते. 662HV0.3.

उदाहरण 3
या अवतारातील लेसर क्लेडिंग सामग्रीमध्ये बेस लेयर आणि बेस लेयरवर घातलेला पोशाख-प्रतिरोधक थर समाविष्ट आहे. लोखंडावर आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर I ने पायाभूत थर लावला आहे. लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर I मध्ये गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I आहे. गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I चा हिस्सा 35% आहे, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I चा 65% वाटा आहे, आणि गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I मध्ये मोठ्या-दाण्यांच्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे प्रमाण 2.5:1 आहे.
पोशाख-प्रतिरोधक थर लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर II च्या क्लेडिंगद्वारे तयार होतो. लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर II मध्ये गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II समाविष्ट आहे. गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II 45%, लोह-आधारित मिश्रधातू पावडर II चा वाटा 55%, आणि मोठ्या-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे गुणोत्तर 1.4:1 आहे.
वर नमूद केलेले लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II समान लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर वापरतात आणि रचना वस्तुमान टक्केवारी C: 0.13%, Si: 1.2%, Cr: 21%, Ni: 14 आहे %, Mo: 0.7%, Mn: 1%, आणि शिल्लक Fe आहे.
वर नमूद केलेले मोठे-दाणे असलेला गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड हा 50μm-100μm व्यासाचा टंगस्टन कार्बाइड कण आहे आणि लहान-दाणे असलेला गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड 20μm-45μm व्यासाचा टंगस्टन कार्बाइड कण आहे.
पावडर प्रक्रिया, नमुना तयार करणे आणि चाचणी पद्धती उदाहरण 1 चा संदर्भ देतात. चाचणी केल्यानंतर, परिधान-प्रतिरोधक स्तराची सरासरी कठोरता 675HV0.3 आहे आणि बेस लेयरची सरासरी कठोरता 507HV0.3 आहे. या उदाहरणाचा कडकपणा कामगिरीवर चांगला प्रभाव पडतो.

उदाहरण 4
या मूर्त स्वरूपातील लेसर क्लेडिंग सामग्रीमध्ये बेस लेयर आणि बेस लेयरवर घातलेला पोशाख-प्रतिरोधक थर समाविष्ट आहे. लोखंडावर आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर I ने पायाभूत थर लावला आहे. लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर I मध्ये गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I समाविष्ट आहे. गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I चा 30%, लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइडचा समावेश आहे. आधारित मिश्रधातूची पावडर I 70% आहे, आणि गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I मध्ये मोठ्या-दाण्यांच्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे गुणोत्तर 3:1 आहे;
पोशाख-प्रतिरोधक थर लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर II ने घातला आहे. लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर II मध्ये गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II समाविष्ट आहे. गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II चा वाटा 40% आहे, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II चा वाटा 60% आहे आणि मोठ्या-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे गुणोत्तर 55:45 आहे.
वर नमूद केलेले लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II समान लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर वापरतात आणि रचना वस्तुमान टक्केवारी C: 0.1%, Si: 2%, Cr: 23%, Ni: 20 आहे %, Mo: 1%, Mn: 0.7%, आणि शिल्लक Fe आहे.
वर नमूद केलेले मोठे-दाणे असलेला गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड हा 50μm-100μm व्यासाचा टंगस्टन कार्बाइड कण आहे आणि लहान-दाणे असलेला गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड 20μm-45μm व्यासाचा टंगस्टन कार्बाइड कण आहे.
पावडर प्रक्रिया, नमुना तयार करणे आणि चाचणी पद्धत उदाहरण 1 चा संदर्भ देते. चाचणीनंतर, जेव्हा मोठ्या-दाणेदार टंगस्टन कार्बाइडचे प्रमाण वाढते, तेव्हा टंगस्टन कार्बाइड आणि क्लॅडिंग लेयरमधील वितळलेल्या पूलमधील सापेक्ष संपर्क क्षेत्र कमी होते आणि थर्मल नुकसान होते. टंगस्टन कार्बाइड आणखी नियंत्रित आहे.

उदाहरण 5
या उदाहरणात, लेसर क्लेडिंग मटेरियलमध्ये बेस लेयर आणि बेस लेयरवर पोशाख-प्रतिरोधक लेयर समाविष्ट आहे. लोखंडावर आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर I ने पायाभूत थर लावला आहे. लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर I मध्ये गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I समाविष्ट आहे. गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I चा 35%, लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइडचा समावेश आहे. आधारित मिश्रधातूची पावडर I 65% आहे, आणि गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड I मध्ये मोठ्या-दाण्यांच्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे प्रमाण 2.5:1 आहे.
पोशाख-प्रतिरोधक थर लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्रित मिश्र धातु पावडर II ने घातला आहे. लोह-आधारित टंगस्टन कार्बाइड मिश्र धातु पावडर II मध्ये गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II समाविष्ट आहे. गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड II चा वाटा 45% आहे, लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II चा वाटा 55% आहे आणि मोठ्या-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड आणि लहान-दाणे असलेल्या गोलाकार टंगस्टन कार्बाइडचे गुणोत्तर 1.4:1 आहे.
वर नमूद केलेले लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर I आणि लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर II समान लोह-आधारित मिश्र धातु पावडर वापरतात आणि रचना वस्तुमान टक्केवारी C: 0.1%, Si: 1.6%, Cr: 21%, Ni: 14 आहे %, Mo: 1.3%, Mn: 1%, आणि शिल्लक Fe आहे.
वर नमूद केलेले मोठे-दाणे असलेला गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड हा 50μm-100μm व्यासाचा टंगस्टन कार्बाइड कण आहे आणि लहान-दाणे असलेला गोलाकार टंगस्टन कार्बाइड 20μm-45μm व्यासाचा टंगस्टन कार्बाइड कण आहे.
पावडर प्रक्रिया, नमुना तयार करणे आणि चाचणी पद्धत उदाहरण 1 चा संदर्भ देते.
मूर्त स्वरूपाचे पाच नमुने आणि H13 सब्सट्रेट रंग दोष शोधण्याच्या चाचण्यांच्या अधीन होते, आणि परिणामांवरून असे दिसून आले की क्लॅडिंग लेयरमध्ये कोणतेही मॅक्रो क्रॅक दोष नव्हते; चार्पी पेंडुलम इम्पॅक्ट टफनेस चाचणी प्रत्येक मूर्त स्वरूपावर केली गेली, आणि प्रभाव शोषण ऊर्जा परिणाम सर्व कटर रिंग सब्सट्रेट सामग्रीपेक्षा जास्त होते; खोलीचे तापमान सरकते घर्षण आणि परिधान चाचणी केली गेली आणि डेटा खालील तक्त्यामध्ये दर्शविला आहे: उदाहरण 1 (7.95E-6), उदाहरण 2 (1.26E-5), उदाहरण 3 (2.80E-5), उदाहरण 4 (5.34E-5), उदाहरण 5 (3.90E-6), H13 सब्सट्रेट (1.83E-4).
सारांश, लोखंडावर आधारित संमिश्र मिश्रधातूच्या पावडरने तयार केलेला लेसर क्लॅडिंग लेयर हॉबच्या पृष्ठभागाची कार्यक्षमता प्रभावीपणे सुधारू शकतो, जटिल खडकाच्या परिस्थितीत ऑपरेशनच्या गरजा पूर्ण करू शकतो, निकेल आणि कोबाल्टसारख्या धातूंचा वापर कमी करू शकतो, वेळ वाचवू शकतो. शील्ड टनेलिंग दरम्यान कटर बदलणे, शील्ड मशीनची कार्यक्षमता सुधारते आणि चांगले आर्थिक फायदे आहेत.