लेजर क्वेन्चिङ प्रविधिको लागि उपयुक्त सामग्री प्रकार र विशेषताहरूको विश्लेषण

I. लौह धातुका सामग्रीहरू (हाल सबैभन्दा मुख्यधारा प्रयोग)

१. मध्यम र उच्च कार्बन स्टील (कार्बन सामग्री ०.३%~०.८%), विशिष्ट सामग्रीहरू:

४५ स्टील (उच्च-गुणस्तरको मध्यम-कार्बन स्ट्रक्चरल स्टील), JIS मापदण्डहरू, ASTM 1045/080M46, र DIN C45 मा S45C को रूपमा तोकिएको, निम्न रासायनिक संरचना भएको एक प्रिमियम कार्बन स्ट्रक्चरल स्टील हो: 0.42-0.50% कार्बन (C), 0.17-0.37% सिलिकन (Si), 0.50-0.80% म्यांगनीज (Mn), र ≤0.25% क्रोमियम (Cr)। यो बहुमुखी सामग्रीले उत्कृष्ट चिसो/तातो कार्यक्षमता, उत्कृष्ट मेकानिकल गुणहरू, लागत-प्रभावकारिता, र व्यापक उपलब्धता प्रदर्शन गर्दछ, जसले यसलाई औद्योगिक अनुप्रयोगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गर्दछ। यद्यपि, यसको प्राथमिक सीमा कम कठोरतामा निहित छ, जसले यसलाई ठूला क्रस-सेक्शनल आयामहरू वा उच्च परिशुद्धता मापदण्डहरू आवश्यक पर्ने कम्पोनेन्टहरू निर्माण गर्न अनुपयुक्त बनाउँछ।

T8 स्टील: एक युटेक्टोइड कार्बन उपकरण स्टील जसले शमन र टेम्परिंग पछि उच्च कठोरता र पहिरन प्रतिरोध प्रदर्शन गर्दछ, यद्यपि यसमा कम तातो कठोरता, कमजोर कठोरता, र मेशिनिंगको समयमा अत्यधिक तातो विकृतिको लागि संवेदनशीलता सहित सीमितताहरू छन्। यो सामग्री GB/T 1298 श्रृंखला मापदण्डहरूको पालना गर्दछ, जसमा 0.75% र 0.84% ​​बीचको कार्बन सामग्री हुन्छ, जसले यसलाई सरल आकारको चिसो-फर्मिंग डाइज र काट्ने उपकरणहरू निर्माण गर्न उपयुक्त बनाउँछ। शमन प्रक्रियालाई 780-800℃°C मा पानी चिसो आवश्यक पर्दछ, जबकि 250℃°C माथि टेम्परिंगले आयामी स्थिरता सुनिश्चित गर्दछ। यद्यपि, प्रभाव भार प्रतिरोध आवश्यक पर्ने अनुप्रयोगहरूको लागि यो सिफारिस गरिएको छैन।

६५ मिलियन स्टील: गर्मी उपचार र चिसो रेखाचित्र कडापन पछि उच्च शक्ति भएको स्प्रिंग स्टील उत्पादन, राम्रो लचिलोपन र प्लास्टिसिटी प्रदान गर्दछ। समान सतह अवस्था र पूर्ण कडापन अन्तर्गत, यसको थकान सीमा पाँच-रंग मिश्र धातु स्प्रिंगहरूसँग मेल खान्छ। यद्यपि, कमजोर कठोरताको कारण, यो मुख्यतया दबाब-समायोजन/गति-नियमन स्प्रिंगहरू, बल-मापन स्प्रिंगहरू, सामान्य मेकानिकल गोलाकार/आयताकार हेलिकल स्प्रिंगहरू, वा साना मेसिनरीहरूको लागि तार-तानिएको स्टील स्प्रिंगहरू जस्ता साना आकारका स्प्रिंगहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ। कडापन प्रभाव: सतह कठोरता ०.२ ~ १.५ मिमी कडा तह गहिराइको साथ ५५-६५ HRC सम्म पुग्छ, एक समान मार्टेन्सिटिक संरचना र उल्लेखनीय रूपमा सुधारिएको पहिरन प्रतिरोधको विशेषता (जस्तै, ४५ स्टीलको पहिरन जीवन शान्त गरेपछि ४-६ गुणा बढ्छ)। गियरहरू, पिनहरू, र शाफ्ट घटकहरूको लागि उपयुक्त। संयन्त्र: पर्याप्त कार्बन सामग्रीले प्रचुर मात्रामा मार्टेन्साइट बनाउँछ, जसले द्रुत लेजर तताउने क्रममा पूर्ण अस्टेनिटाइजेसनबाट गुज्रन्छ र स्व-कूलिंग क्वेन्चिंग मार्फत पूर्ण चरण रूपान्तरण प्राप्त गर्दछ।

२. मिश्र धातु संरचनात्मक इस्पात (Cr, Ni, Mo र अन्य तत्वहरू थप्नुहोस्), विशिष्ट सामग्रीहरू:

४० करोड: (GB3077 मा परिभाषित गरिए अनुसार ४० करोड "मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील" को श्रेणी अन्तर्गत पर्दछ। यो स्टीलमा ०.३७%-०.४४% कार्बन हुन्छ, ४५ स्टील भन्दा अलि कम, तुलनात्मक Si र Mn सामग्री सहित। यसमा ०.८०%-१.१०% Cr हुन्छ। हट-रोल्ड अनुप्रयोगहरूमा, यो १% Cr सामग्री अनिवार्य रूपमा अप्रभावी हुन्छ, किनकि दुबै ग्रेडहरूले समान मेकानिकल गुणहरू प्रदर्शन गर्छन्। ४० करोडको लागत ४५ स्टीलको लगभग आधा हुने भएकोले, आर्थिक विचारहरूले सम्भव भएसम्म ४५ स्टील प्रयोग गर्न बाध्य पार्छ।)

३५ करोड रुपैयाँ: ३५CrMo भनेको जर्मन मानक १.७२२०, ब्रिटिश मानक ७०८A३७, फ्रान्सेली मानक ३५CD४, आदि अनुरूप मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील (मिश्र धातु क्वेन्च्ड र टेम्पर्ड स्टील) को लागि एक विशिष्टीकरण कोड हो, जुन GB/T ३०७७-२०१५ को अनुपालन हो। यसमा ०.७२% को कार्बन बराबर छ, कमजोर वेल्डेबिलिटीको लागि पूर्व-तयार गर्ने उपायहरू आवश्यक पर्दछ। यो स्टीलले उच्च स्थिर शक्ति र प्रभाव कठोरता प्रदर्शन गर्दछ, तन्य शक्ति ≥९८५MPa र उत्पादन शक्ति ≥८३५MPa संग, ५०० ℃ सम्मको दीर्घकालीन सञ्चालन तापमान सहन सक्षम छ। यो रोलिङ मिलहरूमा गियरबक्स, क्र्याङ्कशाफ्ट, कनेक्टिङ रड, र स्टीम टर्बाइन स्पिन्डल जस्ता उच्च-भार मेकानिकल कम्पोनेन्टहरू निर्माण गर्न उपयुक्त छ।

२० करोड रुपैयाँ: ०.१७%-०.२४% को कार्बन सामग्री भएको कार्बराइज्ड स्टील, जुन सामान्यतया ट्रान्समिशन गियरहरूको लागि अटोमोटिभ निर्माणमा प्रयोग गरिन्छ। मध्यम-कठोर कार्बराइज्ड स्टील (Cr-Mn-Ti) को रूपमा, यसले उच्च कम-तापमान प्रभाव कठोरता कायम राख्दै असाधारण कठोरता प्रदर्शन गर्दछ। सतह कार्बराइजेशन कडाइको लागि विशेष रूपमा इन्जिनियर गरिएको, यो स्टीलले न्यूनतम विकृति र उत्कृष्ट थकान प्रतिरोधको साथ उत्कृष्ट मेशिनेबिलिटी प्रदर्शन गर्दछ। यसको प्राथमिक अनुप्रयोगहरूमा शाफ्ट कम्पोनेन्टहरू, पिस्टन पार्ट्सहरू, र अटोमोबाइल र विमानहरूको लागि विशेष कम्पोनेन्टहरू निर्माण समावेश छन्।

शमन प्रभाव: कठोरता ६०~७० HRC सम्म पुग्न सक्छ, कडा तहको गहिराई ०.३~२ मिमी, मिश्र धातु तत्वहरूले कठोरता र जंग प्रतिरोधमा सुधार गर्दछ (जस्तै ३५CrMo गियर थकान शमन गरेपछि ३०% ले शक्ति बढ्छ)।

नोट: उच्च मिश्र धातु सामग्रीले लेजर अवशोषण दर घटाउन सक्छ, त्यसैले कालो बनाउने उपचार (जस्तै फस्फेटिंग र कोटिंग) मार्फत ऊर्जा अवशोषण दक्षता बढाउन आवश्यक छ।

३. कास्ट आइरन (खैरो कास्ट आइरन, डक्टाइल कास्ट आइरन), विशिष्ट सामग्रीहरू:

HT300: यो एक प्रकारको मोतीलाइट उच्च शक्ति भएको खैरो कास्ट आइरन हो, राष्ट्रिय मानक GB 9439-88 लागू गर्नुहोस्, यसको नाम "HT" ले खैरो कास्ट आइरनलाई जनाउँछ, "300" ले 30mm व्यासको परीक्षण रडको न्यूनतम तन्य शक्ति 300MPa हो भनेर संकेत गर्दछ।

QT600-3: QT600-3 मध्यम र उच्च शक्ति, मध्यम कठोरता र प्लास्टिसिटी, उच्च व्यापक प्रदर्शन, राम्रो पहिरन प्रतिरोध र कम्पन ड्याम्पिंग, राम्रो कास्टिंग प्रक्रिया विशेषताहरू भएको पर्ललिटिक बडी डक्टाइल आइरन हो। यसले विभिन्न ताप उपचारहरू मार्फत यसको गुणहरू परिवर्तन गर्न सक्छ।

शमन प्रभाव: सतहको कठोरता ४५~५५ HRC सम्म पुग्न सक्छ, कडा तहको गहिराई ०.१~०.८ मिमी, र मार्टेन्साइट + अवशिष्ट अस्टिनाइट संरचना ग्रेफाइट चरण वरिपरि बनाइन्छ, जसले एन्टी-ग्राइन्डिङको क्षमता बढाउँछ (उदाहरणका लागि, शमन पछि मेसिन उपकरण गाइड रेलको घर्षण गुणांक २०% ले घटाइन्छ)।

II. अलौह धातुहरू र तिनीहरूका मिश्र धातुहरू (उदाउँदो अनुप्रयोग क्षेत्रहरू)

१. टाइटेनियम मिश्र धातु (Ti-6Al-4V, आदि)

टाइटेनियम मिश्र धातुले टाइटेनियम र अन्य धातुहरू मिलेर बनेका विभिन्न मिश्र धातुहरूलाई बुझाउँछ। टाइटेनियम १९५० को दशकमा विकसित भएको एक महत्त्वपूर्ण संरचनात्मक धातु हो, टाइटेनियम मिश्र धातुको शक्ति, जंग प्रतिरोध, उच्च ताप प्रतिरोध।

कडा पार्ने विशेषताहरू: लेजर तताउने कार्यले सतहमा सुपरस्याचुरेटेड मार्टेन्साइटको गठनलाई बढावा दिन्छ, र राम्रो कठोरता (एरो-इन्जिन ब्लेड सुदृढीकरणको लागि उपयुक्त) कायम राख्दै कठोरता ३०० HV बाट ५०० ~ ६०० HV सम्म बढाइन्छ।

  प्राविधिक कठिनाइ: टाइटेनियम मिश्र धातुमा उच्च लेजर परावर्तकता (लगभग ७०%) हुन्छ, त्यसैले सतह पूर्व उपचार (जस्तै स्यान्डब्लास्टिङ) वा पराबैंगनी लेजर (तरंगदैर्ध्य ३५५nm, परावर्तकता ३०% भन्दा कम) प्रयोग गर्नुपर्छ।

२. एल्युमिनियम मिश्र धातु (२xxx श्रृंखला, ७xxx श्रृंखला)

यो तामा, सिलिकन, म्याग्नेसियम, जिंक, र म्यांगनीज जस्ता थपिएका तत्वहरू भएको एल्युमिनियम-आधारित मिश्र धातु सामग्री हो। तत्व अनुपात समायोजन मार्फत, यसले औद्योगिक शुद्ध एल्युमिनियम र एल्युमिनियम-तामा मिश्र धातुहरूलाई समेट्ने 1XXX देखि 8XXX श्रृंखला बनाउँछ। यसको राज्य कोड प्रणाली F (मुक्त मेसिनिंग) र O (एनिलिंग) सहित पाँच आधारभूत अवस्थाहरूमा आधारित छ, T6 जस्ता विस्तृत कोडहरूले शक्ति र जंग प्रतिरोध गुणहरूको सटीक नियन्त्रण सक्षम गर्दछ।

शमन संयन्त्र: ठोस घोल सुदृढीकरण लेजरको द्रुत तताउने माध्यमबाट प्राप्त गरिन्छ, र मेटास्टेबल अवक्षेपण चरण स्व-कूलिंग पछि बनाइन्छ (उदाहरणका लागि, ७०७५ एल्युमिनियम मिश्र धातुको कठोरता शमन पछि १५० HV बाट २२० HV सम्म बढ्छ)।

आवेदन सीमाहरू: एल्युमिनियम मिश्र धातुमा बलियो थर्मल चालकता हुन्छ (थर्मल चालकता लगभग २०० W/m K हुन्छ), ताप दक्षता सुनिश्चित गर्न उच्च शक्ति लेजर (≥२ kW) आवश्यक पर्दछ, र थर्मल तनाव विकृति उत्पादन गर्न सजिलो हुन्छ।

३. टिन मिश्र धातु (पीतल, कांस्य)

यो एक वा बढी अतिरिक्त तत्वहरू सहितको शुद्ध तामाबाट बनेको मिश्र धातु हो। अनुप्रयोगहरू: पहिरन-प्रतिरोधी घटकहरूको सतह कडापन (जस्तै, बेयरिङहरू, भल्भहरू)। लेजर क्वेन्चिङ पछि, सतहले न्यानोक्रिस्टलाइन संरचना बनाउँछ, जसले कठोरता १५% देखि ३०% सम्म बढाउँछ। यद्यपि, तामा म्याट्रिक्सको नरमपन रोक्नको लागि तापक्रम नियन्त्रण गर्नुपर्छ।

III. विशेष कार्यात्मक सामग्रीहरू

१. पाउडर धातुकर्म सामग्रीहरू (जस्तै, फलाममा आधारित र तामामा आधारित पाउडर धातुकर्म घटकहरू) फाइदाहरू: छिद्रपूर्ण संरचनाले लुब्रिकेटिंग तेल भण्डारण गर्न सक्छ, लेजर क्वेन्चिङ पछि सतह बाक्लो हुँदै जान्छ। कठोरता २०-३० HRC बाट ५०-५५ HRC सम्म बढ्छ, जसले गर्दा तिनीहरूलाई स्व-लुब्रिकेटिंग बियरिङहरूको लागि उपयुक्त बनाउँछ।

२. सतह कोटिंग सामग्रीहरू (जस्तै, थर्मल स्प्रे कोटिंगहरू र क्ल्याडिङ तहहरू) विशिष्ट अनुप्रयोगहरू: कार्बन स्टील सतहहरूमा स्प्रे गरिएको WC-Co कोटिंगहरूको लेजर क्वेन्चिङ पछि, "मार्टेनसाइट म्याट्रिक्स + सिमेन्टेड कार्बाइड फेज" कम्पोजिट संरचना बनाइन्छ, जसले १००० HV भन्दा बढी कठोरता प्राप्त गर्दछ। यी सामग्रीहरू खानी मेसिनरीको पहिरन-प्रतिरोधी घटकहरूमा प्रयोग गरिन्छ।

IV. लेजर शमनको लागि अनुपयुक्त सामग्रीहरू

कम कार्बन स्टील (कार्बन सामग्री अपर्याप्त कार्बन सामग्रीको कारण, मार्टेन्सिटिक रूपान्तरण न्यूनतम छ, जसले गर्दा कडा पार्ने प्रभावहरू कम हुन्छन् (कठोरता

शुद्ध अस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील (जस्तै, ३१६L): मार्टेन्सिटिक रूपान्तरण क्षमताको अभाव छ। लेजर तताउँदा सीमित कठोरता सुधार (लगभग १५% -२०%) सहित काम कडा हुन्छ।