Ang pagkakaiba sa pagitan ng pulbos na nakabatay sa bakal at pulbos na nakabatay sa nickel para sa laser cladding
Sa laser cladding ng mga bahaging cast iron, ang pagpili ng iron-based powder at nickel-based powder ay direktang nakakaapekto sa performance, mga sitwasyon ng aplikasyon, at gastos ng cladding layer. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dalawa ay makikita sa komposisyon, performance, process adaptability, at mga sitwasyon ng aplikasyon, tulad ng sumusunod:
1. Mga pagkakaiba sa mga sangkap
| Uri ng Pulbos | Pangunahing Sangkap | Karaniwang mga elemento ng haluang metal |
| Pulbos na nakabatay sa bakal | Batay sa Fe (karaniwang nilalaman > 50%) | Kadalasang naglalaman ng Cr, Ni, Mo, Si, B, atbp. (tulad ng sistemang Fe-Cr-Ni-Mo, sistemang Fe-Si-B) |
| Pulbos na nakabatay sa nikel | Batay sa Ni (karaniwang nilalaman > 50%) | Kadalasang naglalaman ng Cr, Mo, W, Co, Si, B, atbp. (tulad ng sistemang Ni-Cr-Mo, sistemang Ni-Cr-B-Si) |
2. Paghahambing ng Pangunahing Pagganap
1) Mga mekanikal na katangian
Pulbos na nakabatay sa bakal:
• Mataas na katigasan (HRC 30-60, na may pagsasaayos ng komposisyon, mataas na Cr, uri ng Mo ay maaaring umabot sa HRC 50 o pataas), mahusay na resistensya sa pagkasira;
• Ang lakas ay malapit sa lakas ng cast iron matrix (lakas ng tensile na 500-1000MPa), mas mahusay na metalurhikong pagkakatugma sa cast iron, at ang lakas ng pagdikit sa pagitan ng cladding layer at ng matrix ay mataas (karaniwan ay >300MPa);
• Ang mga modelong may katamtamang brittleness at mataas na tigas ay maaaring may partikular na sensitibidad sa bitak (kailangang kontrolin ang proseso ng cladding upang mabawasan ang stress).
Pulbos na nakabatay sa nikel:
• Katamtamang tigas (HRC 20-45, mas malambot ang uri ng mababang haluang metal, mataas ang uri ng Cr, at W ay maaaring umabot sa HRC 40-50), ngunit mahusay ang tibay at mas mahusay ang resistensya sa impact kumpara sa pulbos na nakabase sa bakal;
• Bahagyang mas mababa ang tensile strength kaysa sa high alloy iron-based powder (400-800MPa), ngunit mas mahusay ang plasticity (elongation>10%, ang iron-based powder ay karaniwang
• Bahagyang mas mababa ang lakas ng pagdikit gamit ang cast iron (karaniwan ay 200-300MPa), ngunit mababa ang sensitibidad sa bitak, hindi madaling magdulot ng malamig na bitak (dahil sa tibay at mababang stress na katangian ng nickel).
2) Paglaban sa kalawang
Pulbos na gawa sa bakal: katamtamang resistensya sa kalawang. Ang ordinaryong pulbos na gawa sa bakal (mababang Cr) ay may mahusay na resistensya sa kalawang sa atmospera at tubig-tabang, ngunit madaling kalawangin sa mga kapaligirang acidic at alkaline. Ang mataas na uri ng Cr (nilalaman ng Cr > 12%) ay may pinahusay na resistensya sa kalawang, ngunit hindi pa rin kasinghusay ng pulbos na gawa sa nickel.
Pulbos na nakabatay sa nikel: mahusay na resistensya sa kalawang, lalo na sa mga kapaligirang may mataas na temperatura, mahalumigmig, acidic at alkaline (tulad ng organic acid, mahinang alkali) (dahil ang Ni at Cr ay bumubuo ng isang siksik na oxide film), na angkop para sa mga kondisyong kinakaing unti-unti.
3) Paglaban sa init
Pulbos na nakabatay sa bakal: pangkalahatang resistensya sa init, ang pangmatagalang temperatura ng pagtatrabaho ay karaniwang
Pulbos na nakabatay sa nickel: malakas na resistensya sa init, maaaring gumana nang matatag sa mataas na temperaturang kapaligiran na 600-1000℃ (tulad ng pulbos na nakabatay sa nickel na naglalaman ng mga elementong Cr at W, mahusay na anti-oksihenasyon at resistensya sa thermal fatigue).
4) Pagkakatugma sa cast iron matrix
Pulbos na nakabatay sa bakal: mas malapit sa thermal expansion coefficient ng cast iron (Fe-based) (ang pulbos na nakabatay sa bakal ay humigit-kumulang 11-14×10⁻⁶/℃, ang cast iron ay humigit-kumulang 10-12×10⁻⁶/℃), maliit na thermal stress habang nasa cladding, hindi madaling mabasag dahil sa pagkakaiba ng thermal expansion (lalo na angkop para sa makapal na layer ng cladding).
Pulbos na nakabatay sa nickel: Ang thermal expansion coefficient ay medyo mataas (mga 13-16×10⁻⁶/℃), na bahagyang naiiba sa cast iron. Madali itong mabasag dahil sa thermal stress habang nilalagay sa makapal na cladding, na kailangang maibsan sa pamamagitan ng preheating, mabagal na paglamig o layered cladding.
3. Mga pagkakaiba sa kakayahang umangkop sa proseso
Pulbos na nakabatay sa bakal:
• Mababang sensitivity sa laser power, katamtamang fluidity ng tinunaw na pool, madaling bumuo ng patag na cladding layer;
• Naglalaman ng mga elementong deoxidizing tulad ng Si at B, may mataas na tolerance sa mga dumi tulad ng C at S sa cast iron (hindi madaling mag-pores);
• Ang antas ng pagbabanto ng patong ng cladding (ang proporsyon ng base metal na inihalo sa patong ng cladding) ay medyo mahirap kontrolin, karaniwang kinokontrol sa 10%-20% (ang sobrang taas ay maaaring makabawas sa katigasan).
Pulbos na nakabatay sa nikel:
• Mataas na antas ng pagsipsip ng laser, mahusay na pagkalikido ng tinunaw na pool (lalo na ang pulbos na nakabatay sa nickel na naglalaman ng B at Si), madaling makamit ang manipis at pare-parehong layer ng cladding;
• Sensitibo sa C sa cast iron. Kung ang matrix ay may mataas na nilalaman ng carbon (tulad ng gray cast iron), madaling mabuo ang mga brittle phase (tulad ng network carbides) dahil sa pagkalat ng C sa cladding layer. Kinakailangang mahigpit na kontrolin ang mga parameter ng laser (tulad ng pagbabawas ng power at pagtaas ng bilis ng pag-scan) upang mabawasan ang dilution rate (karaniwang kinakailangan na mas mababa sa 10%);
• Madaling mag-react sa sulfur (S) sa cast iron upang bumuo ng low-melting eutectic (tulad ng Ni₃S₂), na nagreresulta sa mga thermal crack. Kinakailangang tiyakin na ang mga surface sulfide ay natatanggal habang inihahanda ang mga bahagi ng cast iron.
4. Mga senaryo ng gastos at aplikasyon
| Mga Dimensyon | Pulbos na nakabatay sa bakal | Pulbos na nakabatay sa nikel |
| Gastos | Mas mababa (mga 1/3-1/2 ng pulbos na nakabase sa nickel), matipid | Mataas (dahil sa mataas na presyo ng Ni metal), mataas na presyon ng gastos |
| Mga naaangkop na senaryo | 1. Mga kondisyon sa pagtatrabaho na nangangailangan ng mataas na resistensya sa pagkasira at katamtamang resistensya sa kalawang (tulad ng pagkukumpuni ng mga riles ng gabay sa makina at roller); 2. Mababang gastos, malaking volume na pagpapanumbalik ng dimensyon o pagpapalakas ng ibabaw ng mga bahaging cast iron; 3. Mga kinakailangan para sa makapal na patong ng cladding (>2mm) (tulad ng pagkukumpuni ng pagkasira ng malalaking bahagi ng cast iron). | 1. Mga kondisyon sa pagtatrabaho na nangangailangan ng mataas na resistensya sa kalawang at init (tulad ng mga kagamitang kemikal, mga balbulang may mataas na temperatura); 2. Mga senaryo na nangangailangan ng mahusay na tibay at resistensya sa pagtama (tulad ng mga ibabaw ng ngipin ng gear, mga martilyo ng crusher); 3. Katumpakan ng paglalagay ng manipis na dingding o kumplikadong hugis ng mga bahaging cast iron (tulad ng mga molde, mga bahaging haydroliko). |
Buod
• Mas mainam ang pulbos na gawa sa bakal: kapag ang mababang gastos at mataas na resistensya sa pagkasira ay sinusunod, at ang mga kondisyon sa pagtatrabaho ay hindi nangangailangan ng matinding kalawang o mataas na temperatura (tulad ng pagkukumpuni ng mga ordinaryong mekanikal na bahagi).
• Mas mainam ang pulbos na nakabatay sa nickel: kapag kinakailangan ang resistensya sa kalawang, resistensya sa init o mataas na tibay, at katanggap-tanggap ang mas mataas na gastos (tulad ng pagpapalakas ng mga bahaging may katumpakan na cast iron sa ilalim ng mga espesyal na kondisyon sa pagtatrabaho).
