Tin bronze waa qalab aasaasi ah oo loogu talagalay qaybaha xirashada waxaana si ballaaran loogu isticmaalaa beerta warshadaha. Qaab dhismeedka birta iyo tamarta ee CuSn12Ni2 tin bronze ayaa la falanqeeyay, iyo budada tin bronze ee CuSn12Ni2 waxaa lagu dhejiyay substrate-ka 42CrMo alloy birta iyadoo la adeegsanayo xawaaraha sare ee laysarka habka loo sameeyo tijaabada xoogga isku xidhka. Natiijooyinka cilmi-baaristu waxay muujinayaan in isku-xidhka birta la gaaray inta u dhaxaysa CuSn12Ni2 tin bronze iyo 42CrMo aluminium bir ah oo bir ah.

1. Taariikhda cilmi baarista

Tin bronze waxaa si weyn loogu isticmaalaa beerta warshadaha sida mid ka mid ah qalabka aasaasiga ah ee xoqidda iyo xirashada qaybaha. Qalabkani wuxuu si gaar ah ugu habboon yahay xaaladaha xawaaraha-hoose iyo culeyska culus. Foomamka ugu muhiimsan ee loo isticmaalo biraha sibidhka ah waxaa ka mid ah gacmo-gacmeedyo bir ah oo keli ah iyo biraha riixitaanka, budada gacmaha labajibbaaran ee budada ah iyo xirmooyinka tuubada, gacmaha bimetal ka centrifugally tuuray iyo biraha riixaya, miiqinta hal gacmo bir ah, biraha biraha gacmaha biraha ah, iwm. xoojinta iyo dib-u-soo-saarka tignoolajiyada dayactirka leh faa'iidooyinka ku-xidhka wanaagsan ee substrate-ka, heerka milanka hooseeya, iyo aagga yar ee kulaylku saameeyay. Isku-xidhka Laser-ku waa nidaam adag oo isku-xidhka halbeegyo badan. Halbeegyada sida awoodda laysarka, xawaaraha iskaanka laysarka, xawaaraha quudinta budada, iyo dhexroorka barta ayaa aad muhiim ugu ah tayada lakabka daboolka. Wax-soo-saarka isku-darka Laser-ka waxaa lagu bartay dhinacyo badan gudaha iyo dibaddaba. Si kastaba ha noqotee, xirmooyinka laser-ka caadiga ah, budada waxay nuugtaa 20% tamarta, heerka isticmaalka tamarta waa hooseeyaa, heerka dareeraha waa 5% ~ 15%, mugga ka-hortagga ee soo socdaa waa weyn yahay ka dib marka la dhammeeyo gogosha, iyo kharashka wax-qabadka. waa sare Xawaaraha laser-xawaaraha sare leh, budada waxay nuugi kartaa 80% tamarta, heerka isticmaalka tamarta ayaa sarreeya, heerka milanka wuxuu noqon karaa wax ka yar 3%, mugga ka-hortagga ee soo socdaa waa yar yahay ka dib marka la dhammeeyo daboolka, iyo farsamaynta. kharashku waa yar yahay. Xawaaraha sare ama xitaa ultra-sare-sare tikniyoolajiyadda dhejinta laysarka waxay wanaajisaa qaabka dhalaalka iyo saamiga nuugista tamarta ee budada, waxay kordhisaa heerka dhigista walxaha, oo waxay heshaa waxtar sare, cilad-la'aan, xoog isku xidhan oo hooseeya, iyo hoose- lakabka dahaadhka heerka milanka, kaas oo ka faa'iido badan marka loo eego laysarka caadiga ah. Habka diyaarinta laysarka xawaaraha sare leh waxaa loo isticmaalaa in lagu diyaariyo lakabka daasadda-naxaas ah oo ku saabsan substrate usheeda dhexe ee birta, kaas oo xallin kara dhibaatada wareegyada ordaya ay sababtay gurguurta oo ay sababtay faragelinta muddada-dheer ee u dhaxaysa shafka iyo birta substrate. Ka dib markii lakabka daawaha ee naxaasta ah uu guuldareysto, waa la farsameyn karaa oo laga saari karaa ka dibna dib ayaa loo dhejin karaa si loo gaaro dib-u-soo-saarid. Waqtigan xaadirka ah, waxaa jira xoogaa daraasado ah oo aad u yar oo ku saabsan laysarka xawaaraha sare leh ee budada bronze ee daasadda ah ee lagu dhejiyo qalabka birta. Qoraagu wuxuu adeegsadaa tignoolajiyada xawaaraha sare leh ee laysarka si uu u daboolo budada bronze ee CuSn12Ni2 ee 42CrMo alloy steel substrate si uu u barto halabuurka yar yar iyo habaynta maaddada iyo xoogga isku xidhka weyn ee walxaha birta ah ee laba-lakabka ah. Natiijooyinka cilmi-baaristu waxay muujinayaan in CuSn12Ni2 tin bronze iyo 42CrMo Alloy steel substrate ay ku guuleysteen isku xidhka birta.

2 Muunad diyaarinta

Si loo si buuxda u daraaseeyo xoogga isku xidhka walxaha, muunadaha cilmi-baadhista ayaa marka hore la diyaariyaa, oo ay ku jiraan muunadaha diyaaradda ee loo isticmaalo in lagu tijaabiyo cilladaha walxaha iyo isku dhafka kiimikaad ee u dhow dusha isku xidhka walxaha, iyo muunado wareeg ah oo loo isticmaalo in lagu tijaabiyo xoogga isku xidhka walxaha.

2.1 Diyaarinta budada

Inta badan ee xajmiga walxaha, ayaa si fiican u qaabaysan, iyo inta badan ee qaybinta qaybinta budada loo isticmaalo xawaaraha sare ee laysarka, si fiican u dareeraha budada, iyo cilladaha yaryar ka dib marka la xidho, gaar ahaan isku-xidhka dusha sare, waxaa jiri doona cillado yar. CuSn12Ni2 tin bronze budada ah ee uu isticmaalo qoraagu waxa lagu helay habka atomization gaaska. Mabda'a ayaa ah in la isticmaalo hawo-xawaaraha sareeyo si loo jebiyo dareeraha daawaha naxaasta dhibco yaryar, ka dibna si dhakhso ah u qaboojiso si ay u sameeyaan qaybo bir ah oo wareegsan. Cabbirka qaybuhu wuxuu inta badan ku urursan yahay 50 ~ 150μm, iyo xajintu waa wanaagsan tahay, sida ku cad Jaantuska 1. Miraha birta ah ee gudaha budada bronze ee daasadaha ayaa fiican. Jaantuska 2 (a) waxa uu muujinayaa inta badan kiristaalo siman, iyo Jaantuska 2 (b) waxa uu muujinayaa qayb yar oo dendrites ah. Intaa waxaa dheer, falanqaynta tamarta isdhaafka ah ee qaybaha tamarta ee budada bronze ee tin waxay muujinaysaa in qaybinta naxaasta, tiin, iyo walxaha nikkel ay yihiin kuwo isku mid ah, oo aan la kala saarin.

2.2 Muunad diyaarinta

Diyaarinta muunada waxay qabataa habka dhejiska laser-xawaare sare leh, kaas oo isha iftiinka ee qalabka dhejiska laysarka uu yahay laser fiber leh mawjadda laser ee qiyaastii 1.06μm iyo awoodda ugu badan ee 6kW. Ka dib markii laysarka uu ka soo baxo isku xidhka fiber-ka, waxa loo beddelaa iftiin is-bar-bar socda iyadoo loo marayo lens-kulan, ka dibna diiradda la saarayo lens diiradda saaraya tamarta hal mar, birtana waxaa lagu dhalaaliya diiradda si loo gaaro farsamaynta laysarka. Qaadiyaha gaaska annular coaxial waxaa loo isticmaalaa in lagu gaarsiiyo budada si siman. Gaaska gaarsiinta budada waa argon. Isla mar ahaantaana, argon waxaa loo isticmaalaa sidii gaas ka hortag ah si loo yareeyo oksaydhka alaabta inta lagu jiro laysarka laysarka. Si meesha looga saaro kulaylka xad-dhaafka ah ee uu dhaliyo laysarka inta lagu guda jiro habka tamarta korontada loogu beddelayo tamarta iftiinka, loogana saaro qayb ka mid ah kulaylka uu nuugo muraayadda ka tarjumaysa laydhka laysarka ee waddada dibadda, nidaamka qaboojinta biyaha ayaa la bixiyaa laysarka.

Dhumucda lakabka daboolka ee daraasadda qoraagu waa 1.2mm, xawaaruhu waa 60 ~ 100mm / s, dhexroorka barku waa 2mm, qadarka quudinta budada waa 40 ~ 50g / min, iyo awoodda laysarka waa 4500kW ~ 4800kW.

Tusmada diyaarada ee ay diyaarisay habka xidhidhiyaha xawaare sare ee laysarka waxa lagu muujiyay sawirka 3, kaas oo loo isticmaalo in lagu garto laguna falanqeeyo shayga u dhaw dusha isku xidhka ee CuSn12Ni2 tin bronze iyo 42CrMo alloy steel substrate. Hawlgalka gaarka ah, waxaa lagama maarmaan ah in laga soo qaado muunado muunada diyaaradda, ka dibna loo diyaariyo muunada falanqaynta qaab-dhismeedka biraha iyo falanqaynta tamarta tamarta. Tusaalaha tijaabada xoogga isku xidhka caadiga ah ee ay diyaarisay habka xidhidhiyaha laysarka-xawaaraha sarreeya waxa lagu muujiyey Jaantuska 4, kaas oo loo isticmaalo in lagu go'aamiyo xoogga isku xidhka ee u dhexeeya CuSn12Ni2 tin bronze iyo 42CrMo alloy steel substrate.

3 Astaamaha iyo falanqaynta qalabka laysarka xawaaraha sare leh

3.1 Qaab dhismeedka saadaasha

Muunadda ayaa lagu sameeyay falanqaynta metalographic. Qalabka falanqaynta ayaa isticmaalay mikroskoob aad u qoto dheer. Jaantuska 5 wuxuu muujinayaa qaab-dhismeedka qaab-dhismeed-yar ee muunadda ka hor daxalka, iyo Jaantuska 6 wuxuu muujinayaa qaab-dhismeedka biraha ee muunadda daxalka ka dib. Xalka loo isticmaalo muunada daxalka wuxuu ka kooban yahay saddex walxood oo isku dhafan: 10gFeCl, 6H, 0, 2mL hydrochloric acid xal cufnaanta 1.16g/mL, iyo 98mL ethanol xalinta mugga 95%. Waxaa laga arki karaa Jaantuska 5 in CuSn12Ni2 tin bronze oo ay diyaarisay habka xawliga sare leh ee laysarka isku dhejinta uu weli leeyahay daloolooyin gaar ah, dhexroorka daloolka ugu weynna uu yahay 97.14μm. Waxaa laga arki karaa Jaantuska 6 in qaab-dhismeedka metallograafiga ee muunada ka dib daxalka ka dib inta badan dendrites ee u dhow dusha isku xidhka, iyo badarka siman inta badan waxaa loo sameeyay meel u dhow dusha CuSn12Ni2 tin bronze. Sababta ugu weyn ayaa ah in marka dusha sare loo soo dhawaado, ay bataan heerka qaboojinta, way fududahay in la sameeyo hadhuudh siman, iyo marka loo dhawaado dusha sare ee isku-xidhka, yaraanta heerka qaboojinta, taas oo aad ugu habboon samaynta badarka dendrite.

3.2 Falanqaynta tamarta tamarta

Inta lagu jiro habka isku-xidhka laysarka, cadad gaar ah oo walxood oo ku jira CuSn12Ni2 tin bronze ayaa dhex geli doona 42CrMo Alloy birta matrixka oo ay sameeyaan curaarta birta ah ee u dhow dusha isku xidhka. Ujeedada falanqaynta tamarta tamarta ee dusha isku xidhka ayaa ah in heerka milanka ee naxaasta tin CuSn12Ni2 aanu ahayn mid sarreeya, sidaa darteed geeddi-socodku wax yar ayuu saamayn ku yeelanayaa isku-dhafka iyo sifooyinka farsamada ee naxaasta. Inkasta oo heerka milanka uusan sarreyn, qadar yar oo walxood ah ayaa galaya matrixka birta alloy, taas oo muujinaysa in isku-xidhka birta ahi ay ka dhacdo meel u dhow dusha isku-xidhka.

4 Tijaabada xoogga isku xidhka

Ka dib markii CuSn12Ni2 walxaha naxaasta ah lagu dhejiyo 42CrMo Alloy steel matrix iyadoo loo marayo habka laysarka xawaaraha sare leh, waxay u baahan tahay inay yeelato awood isku xidhid sare leh matrixka marka loo isticmaalo lakab-jajab iyo xidhid adkaysi u leh ee silbashada. dhalista. Tan waxaa lagu heli karaa iyada oo la hagaajinayo cabbirada habka laysarka xawaaraha sare leh. Qoraagu waxa uu u diyaariyey shaybaarka tijaabada xoogga isku xidhka iyada oo la raacayo heerka qaranka GB/T12948-1991 “Habka Tijaabada Burburinta ee Xoojinta Dabaajiga Bimetallic ee Xambaarsanaanta Sibidhka” waxaanu sameeyay tijaabada xoogga isku xidhka. Awoodda wax-soo-saarka walxaha naxaasta ah ee CuSn12Ni2 waa 140MPa ~ 150MPa, iyo xoogga xajinta waa 260MPa ~ 300MPa. Marka xoogga isku xidhku uu ka yaraado xoogga wax-soo-saarka, jabku wuxuu ka dhici doonaa dusha isku xidhka. Marka xoogga isku xidhku u dhexeeyo xoogga wax-soo-saarka iyo xoogga xajinta, jabku wuxuu weli ka dhici doonaa dusha isku-xidhka, laakiin CuSn12 jirka naxaasta ah ayaa mar hore soo saaray. Marka xoogga isku xidhku uu ka weyn yahay xoogga xajinta, jabku wuxuu ku dhici doonaa CuSn12Ni2 ee daasadda walxaha naxaasta ah. Tijaabada xoogga isku xidhka ee caadiga ah waxa lagu muujiyay sawirka 8, natiijaduna waxay muujinaysaa sawirka 9. Sida laga arki karo sawirka 9, xoogga isku xidhka caadiga ah ee labada muunad ee tijaabada ka dib waa 429.5MPa iyo 326.6MPa, siday u kala horreeyaan. way ka weyn yihiin xoogga xajinta ee walxaha, taas oo muujinaysa in awoodda isku xidhka ee dusha isku xidhka ay ka badan tahay xoogga cuSn12Ni2 tin bronze. Dusha jaban ee muunada waxaa laga og yahay tijaabada in ay tahay CuSn12Ni2 jirka naxaasta ah, sida ku cad Jaantuska 10, kaas oo sidoo kale xaqiijinaya in xoogga isku xidhka ee dusha isku xidhka ay ka badan tahay xoogga xajinta ee CuSn12Ni2 tin bronze. Natiijooyinka tijaabada xoogga isku xidhka ayaa sidoo kale muujinaya in CuSn12Ni2 tin bronze iyo 42CrMo alloy steel matrix ay leeyihiin isku xidhka birta.

5 Gunaanad

Qoraagu waxa uu darsay waxqabadka isku xidhka ee CuSn12Ni2 tin bronze iyo matrix birta daawaha ah oo ay diyaariyeen habka xawliga sare leh ee leysarka, waxa uuna ogaaday in CuSn12Ni2 tin bronze iyo 42CrMo alloy steel matrix ay soo saareen isku xidhka birta.

Meel u dhow dusha isku-xidhka, CuSn12Ni2 tin bronze inta badan waa dendrites. Meel u dhow dusha CuSn12Ni2 tin bronze, kiristaalo siman ayaa inta badan jooga. Tani waxay muujinaysaa in qaboojinta hoose ee u dhow dusha isku xidhka ay yar tahay iyo qaboojinta hoose ee dusha sare ay tahay mid weyn.

Heerka milanka ee CuSn12Ni2 tin bronze by habka-xawaaraha sare ee habka dhejinta laysarka ma aha mid aad u sarreeya, sidaas darteed geeddi-socodku saameyn yar ayuu ku leeyahay isku-dhafka iyo farsamooyinka farsamada ee naxaasta.

Marka cabbiraadaha habka laysarka xawaaraha sare leh lagu hagaajiyo cabbirrada ku habboon, xoogga isku xidhka ee dusha isku xidhka ayaa dhaafi kara xoogga xajinta ee CuSn12Ni2 tin bronze.