La diferència entre la pols a base de ferro i la pols a base de níquel per al revestiment làser

En el revestiment làser de peces de ferro colat, l'elecció de pols a base de ferro i pols a base de níquel afecta directament el rendiment, els escenaris d'aplicació i el cost de la capa de revestiment. La diferència principal entre els dos es reflecteix en la composició, el rendiment, l'adaptabilitat del procés i els escenaris d'aplicació, de la manera següent:

1. Diferències en els ingredients

2. Comparació del rendiment principal

1) Propietats mecàniques

Pols a base de ferro:

• Alta duresa (HRC 30-60, amb ajust de composició, Cr alt, el tipus Mo pot arribar a HRC 50 o superior), bona resistència al desgast;

• La resistència és propera a la de la matriu de ferro colat (resistència a la tracció 500-1000 MPa), millor compatibilitat metal·lúrgica amb el ferro colat i la resistència d'unió entre la capa de revestiment i la matriu és alta (normalment > 300 MPa);

• Els models de fragilitat mitjana i alta duresa poden tenir certa sensibilitat a les esquerdes (cal controlar el procés de revestiment per reduir l'estrès).

Pols a base de níquel:

• Duresa mitjana (HRC 20-45, el tipus de baixa aleació és més suau, el tipus de Cr alt, el tipus W pot arribar a HRC 40-50), però excel·lent tenacitat, millor resistència a l'impacte que la pols a base de ferro;

• Resistència a la tracció lleugerament inferior a la pols de ferro d'alta aliatge (400-800 MPa), però millor plasticitat (allargament > 10%, la pols de ferro sol ser

• Força d'unió lleugerament inferior amb la fosa (normalment 200-300 MPa), però baixa sensibilitat a les esquerdes, no és fàcil produir esquerdes en fred (a causa de la tenacitat i les característiques de baixa tensió del níquel).

2) Resistència a la corrosió

Pols a base de ferro: resistència mitjana a la corrosió. La pols a base de ferro ordinària (baix en Cr) té una bona resistència a la corrosió atmosfèrica i d'aigua dolça, però és propensa a oxidar-se en ambients àcids i alcalins. El tipus d'alt Cr (contingut de Cr > 12%) té una resistència a la corrosió millorada, però encara no és tan bona com la pols a base de níquel.

Pols a base de níquel: excel·lent resistència a la corrosió, especialment en ambients d'alta temperatura, humitat, àcids i alcalins (com ara àcids orgànics, àlcalis febles) (perquè el Ni i el Cr formen una pel·lícula d'òxid densa), adequada per a condicions corrosives.

3) Resistència a la calor

Pols a base de ferro: resistència general a la calor, la temperatura de treball a llarg termini sol ser

Pols a base de níquel: forta resistència a la calor, pot funcionar de manera estable en un entorn d'alta temperatura de 600-1000 ℃ (com ara pols a base de níquel que conté elements Cr i W, excel·lent resistència a l'oxidació i a la fatiga tèrmica).

4) Compatibilitat amb matriu de ferro colat

Pols a base de ferro: més proper al coeficient de dilatació tèrmica del ferro colat (a base de Fe) (la pols a base de ferro és d'aproximadament 11-14 × 10⁻⁶/℃, el ferro colat és d'aproximadament 10-12 × 10⁻⁶/℃), petita tensió tèrmica durant el revestiment, no és fàcil d'esquerdar a causa de la diferència de dilatació tèrmica (especialment adequada per a capes de revestiment gruixudes).

Pols a base de níquel: el coeficient d'expansió tèrmica és relativament alt (aproximadament 13-16 × 10⁻⁶/℃), lleugerament diferent del de la fosa. És fàcil d'esquerdar a causa de l'estrès tèrmic durant el revestiment gruixut, cosa que cal alleujar mitjançant preescalfament, refredament lent o revestiment en capes.

3. Diferències en l'adaptabilitat del procés

Pols a base de ferro:

• Baixa sensibilitat a la potència del làser, fluïdesa mitjana de la piscina fosa, fàcil de formar una capa de revestiment plana;

• Conté elements desoxidants com el Si i el B, té una alta tolerància a impureses com el C i el S en el ferro colat (no és fàcil produir porus);

• La taxa de dilució de la capa de revestiment (la proporció de metall base barrejat a la capa de revestiment) és moderadament difícil de controlar, normalment es controla entre el 10% i el 20% (una taxa massa alta pot reduir la duresa).

Pols a base de níquel:

• Alta taxa d'absorció del làser, bona fluïdesa de la piscina fosa (especialment pols a base de níquel que conté B i Si), fàcil d'aconseguir una capa de revestiment fina i uniforme;

• Sensible al C en la fosa. Si la matriu té un alt contingut de carboni (com la fosa grisa), és fàcil formar fases fràgils (com ara carburs de xarxa) a causa de la difusió del C a la capa de revestiment. Cal controlar estrictament els paràmetres del làser (com ara reduir la potència i augmentar la velocitat d'escaneig) per reduir la taxa de dilució (normalment cal que sigui inferior al 10%);

• Reacciona fàcilment amb el sofre (S) de la fosa per formar eutèctics de baix punt de fusió (com ara Ni₃S₂), cosa que provoca esquerdes tèrmiques. Cal assegurar-se que els sulfurs superficials s'eliminin durant el pretractament de les peces de fosa.

4. Cost i escenaris d'aplicació

Resum

• Es prefereix la pols a base de ferro: quan es busca un baix cost i una alta resistència al desgast, i les condicions de treball no requereixen una forta corrosió o altes temperatures (com ara la reparació de peces mecàniques ordinàries).

• Es prefereix la pols a base de níquel: quan es requereix resistència a la corrosió, resistència a la calor o alta tenacitat i s'accepten costos més elevats (com ara el reforç de peces de fosa de precisió en condicions de treball especials).