Разликата помеѓу прав на база на железо и прав на база на никел за ласерско обложување

Кај ласерското обложување на делови од леано железо, изборот на прав на база на железо и прав на база на никел директно влијае на перформансите, сценаријата за примена и цената на слојот за обложување. Основната разлика помеѓу двата се одразува во составот, перформансите, прилагодливоста на процесот и сценаријата за примена, како што следува:

1. Разлики во состојките

2. Споредба на основните перформанси

1) Механички својства

Прав на база на железо:

• Висока тврдост (HRC 30-60, со прилагодување на составот, висока Cr, Mo тип може да достигне HRC 50 или повеќе), добра отпорност на абење;

• Јачината е блиска до онаа на матрицата од леано железо (цврстина на затегнување 500-1000MPa), подобра металуршка компатибилност со леано железо, а јачината на сврзување помеѓу слојот за обложување и матрицата е висока (обично >300MPa);

• Моделите со средна кршливост и висока тврдост може да имаат одредена чувствителност на пукнатини (процесот на обложување треба да се контролира за да се намали стресот).

Прав на база на никел:

• Средна тврдост (HRC 20-45, типот со ниска легура е помек, типот со висока содржина на Cr, W може да достигне HRC 40-50), но одлична цврстина, подобра отпорност на удар од правот на база на железо;

• Малку помала затегнувачка цврстина од прашокот на база на железо со висока легура (400-800MPa), но подобра пластичност (издолжување>10%, прашокот на база на железо е обично

• Малку помала цврстина на лепење со леано железо (обично 200-300MPa), но ниска чувствителност на пукнатини, не е лесно да се создадат ладни пукнатини (поради цврстината и карактеристиките на ниско напрегање на никелот).

2) Отпорност на корозија

Прав на база на железо: средна отпорност на корозија. Обичниот прав на база на железо (низок Cr) има добра отпорност на атмосферска и слатководна корозија, но е склонен кон 'рѓа во кисели и алкални средини. Типот со висок Cr (содржина на Cr > 12%) има подобрена отпорност на корозија, но сепак не е толку добар како правот на база на никел.

Прав на база на никел: одлична отпорност на корозија, особено во средини со висока температура, влажни, кисели и алкални (како органски киселини, слаби алкалии) (бидејќи Ni и Cr формираат густ оксиден филм), погоден за корозивни услови.

3) Отпорност на топлина

Прав на база на железо: општа отпорност на топлина, долгорочна работна температура е обично

Прав на база на никел: силна отпорност на топлина, може стабилно да работи во средина со висока температура од 600-1000℃ (како што е прав на база на никел што содржи Cr и W елементи, одлична отпорност на антиоксидација и термички замор).

4) Компатибилност со матрица од леано железо

Прав на база на железо: поблиску до коефициентот на термичка експанзија на леано железо (на база на Fe) (правот на база на железо е околу 11-14×10⁻⁶/℃, леаното железо е околу 10-12×10⁻⁶/℃), мал термички стрес за време на обложувањето, не е лесно да се пука поради разликата во термичката експанзија (особено погоден за дебел слој на обложување).

Прав на база на никел: Коефициентот на термичка експанзија е релативно висок (околу 13-16×10⁻⁶/℃), што е малку различно од леаното железо. Лесно пука поради термички стрес за време на дебело обложување, што треба да се ублажи со претходно загревање, бавно ладење или слоевито обложување.

3. Разлики во прилагодливоста на процесот

Прав на база на железо:

• Мала чувствителност на ласерска моќност, средна флуидност на стопениот базен, лесно формирање на рамен обложувачки слој;

• Содржи деоксидирачки елементи како што се Si и B, има висока толеранција на нечистотии како што се C и S во леано железо (не е лесно да се создадат пори);

• Стапката на разредување на слојот за обложување (пропорцијата на основен метал измешана во слојот за обложување) е умерено тешка за контрола, обично се контролира на 10%-20% (премногу висока може да ја намали тврдоста).

Прав на база на никел:

• Висока стапка на апсорпција на ласерот, добра флуидност на стопениот базен (особено прав на база на никел што содржи B и Si), лесно се постигнува тенок и униформен слој за обложување;

• Чувствителен на C во леано железо. Ако матрицата има висока содржина на јаглерод (како што е сивото леано железо), лесно е да се формираат кршливи фази (како што се мрежните карбиди) поради дифузијата на C во слојот за обложување. Потребно е строго да се контролираат параметрите на ласерот (како што се намалување на моќноста и зголемување на брзината на скенирање) за да се намали стапката на разредување (обично се бара да биде помала од 10%);

• Лесно реагира со сулфур (S) во леано железо за да формира нискотоплива евтектичка материја (како што е Ni₃S₂), што резултира со термички пукнатини. Потребно е да се осигура дека површинските сулфиди се отстранети за време на претходната обработка на деловите од леано железо.

4. Сценарија за трошоци и примена

Резиме

• Прав на база на железо е пожелен: кога се стремиме кон ниска цена и висока отпорност на абење, а условите за работа не бараат силна корозија или висока температура (како што е поправка на обични механички делови).

• Прав на база на никел се претпочита: кога е потребна отпорност на корозија, отпорност на топлина или висока цврстина, а повисоките трошоци се прифатливи (како што е зајакнување на прецизни делови од леано железо под посебни работни услови).