Analisis jinis lan karakteristik bahan sing cocog kanggo teknologi quenching laser

I. Bahan logam ferrous (saiki aplikasi sing paling umum)

1. Baja karbon sedheng lan dhuwur (kandungan karbon 0,3% ~ 0,8%), bahan khas:

45 baja (baja struktural karbon menengah kualitas dhuwur), ditetepake minangka S45C ing standar JIS, ASTM 1045/080M46, lan DIN C45, minangka baja struktural karbon premium kanthi komposisi kimia ing ngisor iki: 0,42-0,50% karbon (C), 0,17-0,37% silikon (Si), 0,50-0,80% mangan (Mn), lan ≤0,25% kromium (Cr). Bahan serbaguna iki nduduhake kemampuan kerja adhem/panas sing apik banget, sifat mekanik sing unggul, efektifitas biaya, lan kasedhiyan sing akeh, saengga digunakake sacara wiyar ing aplikasi industri. Nanging, watesan utamane yaiku kemampuan pengerasan sing kurang, saengga ora cocog kanggo komponen manufaktur sing mbutuhake dimensi penampang gedhe utawa standar presisi sing dhuwur.

Baja T8: Baja perkakas karbon eutektoid sing nuduhake kekerasan lan tahan aus sing dhuwur sawise quenching lan tempering, sanajan nduweni watesan kalebu hardenability panas sing kurang, hardenability sing kurang, lan rentan marang deformasi panas banget sajrone mesin. Bahan iki tundhuk karo standar seri GB/T 1298, sing ngemot kandungan karbon antarane 0,75% lan 0,84%, saengga cocok kanggo nggawe die pembentuk adhem sing bentuke prasaja lan piranti pemotong. Proses quenching mbutuhake pendinginan banyu ing 780-800 ℃°C, dene tempering ing ndhuwur 250 ℃°C njamin stabilitas dimensi. Nanging, ora disaranake kanggo aplikasi sing mbutuhake resistensi beban impact.

Baja 65Mn: Produk baja pegas kanthi kekuatan dhuwur sawise perawatan panas lan pengerasan tarikan adhem, nawakake fleksibilitas lan plastisitas sing apik. Ing kahanan permukaan sing padha lan pengerasan lengkap, wates kelelahane cocog karo pegas paduan limang warna. Nanging, amarga pengerasan sing kurang apik, utamane digunakake kanggo pegas ukuran cilik kayata pegas sing nyetel tekanan/ngatur kecepatan, pegas sing ngukur gaya, pegas heliks bunder/persegi panjang mekanik umum, utawa pegas baja sing ditarik kawat kanggo mesin cilik. Efek Pengerasan: Kekerasan permukaan tekan 55-65 HRC kanthi ambane lapisan sing dikeraskan 0,2 ~ 1,5mm, kanthi struktur martensitik sing seragam lan resistensi aus sing luwih apik (contone, umur aus baja 45 mundhak 4-6 kali sawise pendinginan). Cocok kanggo gir, pin, lan komponen poros. Mekanisme: Kandungan karbon sing cukup mbentuk martensit sing akeh, sing ngalami austenitisasi lengkap sajrone pemanasan laser kanthi cepet lan entuk transformasi fase lengkap liwat pendinginan pendinginan dhewe.

2. Baja struktural paduan (tambah Cr, Ni, Mo lan unsur liyane), bahan khas:

40Cr: (40Cr kalebu ing kategori "baja struktural paduan" kaya sing ditegesake ing GB3077. Baja iki ngandhut karbon 0,37%-0,44%, rada luwih endhek tinimbang baja 45, kanthi kandungan Si lan Mn sing bisa dibandhingake. Ngandhut 0,80%-1,10% Cr. Ing aplikasi canai panas, kandungan Cr 1% iki sejatine ora efektif, amarga loro-lorone kelas nuduhake sifat mekanik sing padha. Amarga 40Cr regane udakara setengah saka baja 45, pertimbangan ekonomi asring nyebabake nggunakake baja 45 yen bisa.

35CrMo: 35CrMo iku kode spesifikasi kanggo baja struktural paduan (baja paduan sing wis di-quench lan ditemper), sing cocog karo standar Jerman 1.7220, standar Inggris 708A37, standar Prancis 35CD4, lan liya-liyane, sing tundhuk karo GB/T 3077-2015. Baja iki nduweni padanan karbon 0,72%, kemampuan las sing kurang apik sing mbutuhake langkah-langkah pemanasan awal. Baja iki nduweni kekuatan statis lan ketangguhan impak sing dhuwur, kanthi kekuatan tarik ≥985MPa lan kekuatan luluh ≥835MPa, sing bisa tahan suhu operasi jangka panjang nganti 500℃. Baja iki cocok kanggo nggawe komponen mekanik beban dhuwur kayata girboks, poros engkol, batang penghubung, lan spindel turbin uap ing pabrik giling.

20CrMnTi: Baja karburasi kanthi kandungan karbon 0,17%-0,24%, umum digunakake ing manufaktur otomotif kanggo gir transmisi. Minangka baja karburasi pengerasan medium (Cr-Mn-Ti), baja iki nduduhake kemampuan pengerasan sing luar biasa nalika njaga ketangguhan impak suhu rendah sing dhuwur. Dirancang khusus kanggo pengerasan karburasi permukaan, baja iki nduduhake kemampuan mesin sing apik banget kanthi deformasi minimal lan tahan lelah sing luar biasa. Aplikasi utamane kalebu manufaktur komponen poros, bagean piston, lan komponen khusus kanggo mobil lan pesawat.

Efek penylametan: Kekerasan bisa tekan 60 ~ 70 HRC, ambane lapisan atos 0,3 ~ 2mm, unsur paduan nambah kemampuan atos lan tahan korosi (kayata gir 35CrMo sawise kekuatan lelah quenching tambah 30%).

Cathetan: Kandungan logam campuran sing dhuwur bisa nyuda tingkat panyerepan laser, mula perlu kanggo ningkatake efisiensi panyerepan energi liwat perawatan blackening (kayata fosfat lan pelapisan).

3. Wesi cor (wesi cor abu-abu, wesi cor ulet), bahan khas:

HT300: iku jinis pearlit saka wesi cor abu-abu kekuatan dhuwur, ngetrapake standar nasional GB 9439-88, jenenge "HT" nggambarake wesi cor abu-abu, "300" nuduhake yen kekuatan tarik minimal batang uji diameter 30mm yaiku 300MPa.

QT600-3: QT600-3 iku wesi ulet awak pearlitik, kanthi kekuatan sedang lan dhuwur, ketangguhan lan plastisitas sedang, kinerja komprehensif sing dhuwur, tahan aus lan redaman getaran sing apik, karakteristik proses pengecoran sing apik. Wesi iki bisa ngganti sifat-sifate liwat macem-macem perawatan panas.

Efek penylametan: Kekerasan permukaan bisa tekan 45 ~ 55 HRC, ambane lapisan sing atos 0,1 ~ 0,8mm, lan struktur austenit sisa martensit + dibentuk ing sekitar fase grafit, sing nambah kemampuan anti-grinding (contone, koefisien gesekan rel pandhuan alat mesin sawise quenching dikurangi 20%).

II. Logam non-ferrous lan paduané (bidang aplikasi sing lagi muncul)

1. Paduan titanium (Ti-6Al-4V, lsp.)

Paduan titanium nuduhake macem-macem paduan sing digawe nganggo titanium lan logam liyane. Titanium minangka logam struktural penting sing dikembangake ing taun 1950-an, nduweni kekuatan paduan titanium, tahan korosi, lan tahan panas sing dhuwur.

Karakteristik pengerasan: Pemanasan laser ningkatake pembentukan martensit jenuh ing permukaan, lan kekerasan mundhak saka 300 HV dadi 500 ~ 600 HV, nalika njaga kekokohan sing apik (cocok kanggo tulangan bilah aero-engine).

  Kesulitan teknis: Paduan titanium nduweni reflektivitas laser sing dhuwur (udakara 70%), mula perawatan awal permukaan (kayata sandblasting) utawa laser ultraviolet (dawane gelombang 355nm, reflektivitas ing ngisor 30%) kudu digunakake.

2. Paduan aluminium (seri 2xxx, seri 7xxx)

Iki minangka bahan paduan berbasis aluminium sing ngemot unsur tambahan kayata tembaga, silikon, magnesium, seng, lan mangan. Liwat pangaturan rasio unsur, iki mbentuk seri 1XXX nganti 8XXX sing nutupi aluminium murni industri lan paduan aluminium-tembaga. Sistem kode status adhedhasar limang status dhasar kalebu F (pemesinan bebas) lan O (annealing), kanthi kode rinci kaya T6 sing ngaktifake kontrol sing tepat babagan kekuatan lan sifat tahan korosi.

Mekanisme pemadaman: Penguatan larutan padat digayuh kanthi pemanasan laser sing cepet, lan fase endapan metastabil dibentuk sawise pendinginan dhewe (contone, kekerasan paduan aluminium 7075 mundhak saka 150 HV dadi 220 HV sawise pendinginan).

Watesan aplikasi: Paduan aluminium nduweni konduktivitas termal sing kuwat (konduktivitas termal udakara 200 W/m K), laser daya dhuwur (≥2 kW) dibutuhake kanggo njamin efisiensi pemanasan, lan gampang ngasilake deformasi stres termal.

3. Paduan timah (kuningan, perunggu)

Iki minangka logam campuran sing kasusun saka tembaga murni kanthi siji utawa luwih unsur tambahan. Aplikasi: Pengerasan permukaan komponen tahan aus (kayata, bantalan, katup). Sawise pendinginan laser, permukaan mbentuk struktur nanokristalin, nambah kekerasan nganti 15% nganti 30%. Nanging, suhu pemanasan kudu dikontrol kanggo nyegah pelunakan matriks tembaga.

III. Bahan Fungsional Khusus

1. Bahan Metalurgi Serbuk (kayata, komponen metalurgi serbuk berbasis wesi lan tembaga) Kauntungan: Struktur keropos bisa nyimpen lenga pelumas, kanthi permukaan dadi luwih padhet sawise pendinginan laser. Kekerasan mundhak saka 20-30 HRC dadi 50-55 HRC, saengga cocog kanggo bantalan pelumas dhewe.

2. Bahan Pelapis Permukaan (kayata, lapisan semprotan termal lan lapisan cladding) Aplikasi Khas: Sawise pendinginan laser lapisan WC-Co sing disemprotake ing permukaan baja karbon, struktur komposit "matriks martensit + fase karbida semen" dibentuk, sing entuk kekerasan ngluwihi 1000 HV. Bahan-bahan kasebut digunakake ing komponen tahan aus mesin pertambangan.

IV. Bahan sing ora cocog kanggo pemadaman laser

Baja karbon rendah (kandungan karbon Amarga kandungan karbon sing ora cukup, transformasi martensitik minimal, sing nyebabake efek pengerasan sing kurang apik (peningkatan kekerasan

Baja tahan karat austenitik murni (contone, 316L): Ora duwé kemampuan transformasi martensitik. Pemanasan laser mung nyebabaké pengerasan kerja kanthi peningkatan kekerasan sing winates (kurang luwih 15% -20%).