Die verskil tussen ystergebaseerde poeier en nikkelgebaseerde poeier vir laserbekleding
In die laserbekleding van gietysteronderdele beïnvloed die keuse van ystergebaseerde poeier en nikkelgebaseerde poeier direk die werkverrigting, toepassingscenario's en koste van die bekledingslaag. Die kernverskil tussen die twee word weerspieël in die samestelling, werkverrigting, prosesaanpasbaarheid en toepassingscenario's, soos volg:
1. Verskille in bestanddele
| Poeier Tipe | Hoofbestanddele | Tipiese legeringselemente |
| Ystergebaseerde poeier | Gebaseer op Fe (inhoud gewoonlik > 50%) | Bevat dikwels Cr, Ni, Mo, Si, B, ens. (soos die Fe-Cr-Ni-Mo-stelsel, Fe-Si-B-stelsel) |
| Nikkel-gebaseerde poeier | Gebaseer op Ni (inhoud gewoonlik > 50%) | Bevat dikwels Cr, Mo, W, Co, Si, B, ens. (soos die Ni-Cr-Mo-stelsel, Ni-Cr-B-Si-stelsel) |
2. Kernprestasievergelyking
1) Meganiese eienskappe
Ystergebaseerde poeier:
• Hoë hardheid (HRC 30-60, met samestellingsaanpassing, hoë Cr, Mo-tipe kan HRC 50 of hoër bereik), goeie slytasiebestandheid;
• Sterkte is naby dié van gietystermatriks (treksterkte 500-1000 MPa), beter metallurgiese versoenbaarheid met gietyster, en die bindingssterkte tussen die bekledingslaag en die matriks is hoog (gewoonlik >300 MPa);
• Modelle met medium brosheid en hoë hardheid kan sekere kraakgevoeligheid hê (die bekledingsproses moet beheer word om spanning te verminder).
Nikkel-gebaseerde poeier:
• Medium hardheid (HRC 20-45, lae allooi tipe is sagter, hoë Cr, W tipe kan HRC 40-50 bereik), maar uitstekende taaiheid, beter impakweerstand as yster-gebaseerde poeier;
• Effens laer treksterkte as hoë-allooi yster-gebaseerde poeier (400-800 MPa), maar beter plastisiteit (verlenging> 10%, yster-gebaseerde poeier is gewoonlik
• Effens laer bindingssterkte met gietyster (gewoonlik 200-300 MPa), maar lae kraakgevoeligheid, nie maklik om koue krake te veroorsaak nie (as gevolg van die taaiheid en lae spanningseienskappe van nikkel).
2) Korrosiebestandheid
Ystergebaseerde poeier: medium korrosiebestandheid. Gewone ystergebaseerde poeier (lae Cr) het goeie weerstand teen atmosferiese en varswaterkorrosie, maar is geneig tot roes in suur en alkaliese omgewings. Hoë Cr-tipe (Cr-inhoud > 12%) het verbeterde korrosiebestandheid, maar steeds nie so goed soos nikkelgebaseerde poeier nie.
Nikkel-gebaseerde poeier: uitstekende korrosiebestandheid, veral in hoë temperatuur, vogtige, suur en alkaliese (soos organiese suur, swak alkali) omgewings (omdat Ni en Cr 'n digte oksiedfilm vorm), geskik vir korrosiewe toestande.
3) Hittebestandheid
Ystergebaseerde poeier: algemene hittebestandheid, langtermyn werktemperatuur is gewoonlik
Nikkel-gebaseerde poeier: sterk hittebestandheid, kan stabiel werk in 'n hoë temperatuur omgewing van 600-1000 ℃ (soos nikkel-gebaseerde poeier wat Cr en W elemente bevat, uitstekende anti-oksidasie en termiese moegheidsweerstand).
4) Verenigbaarheid met gietystermatriks
Ystergebaseerde poeier: nader aan die termiese uitbreidingskoëffisiënt van gietyster (Fe-gebaseerd) (ystergebaseerde poeier is ongeveer 11-14 × 10⁻⁶/℃, gietyster is ongeveer 10-12 × 10⁻⁶/℃), klein termiese spanning tydens bekleding, nie maklik om te kraak as gevolg van termiese uitbreidingsverskil nie (veral geskik vir dik bekledingslae).
Nikkel-gebaseerde poeier: Die termiese uitbreidingskoëffisiënt is relatief hoog (ongeveer 13-16 × 10⁻⁶/℃), wat effens verskil van gietyster. Dit kraak maklik as gevolg van termiese spanning tydens dik bekleding, wat verlig moet word deur voorverhitting, stadige afkoeling of gelaagde bekleding.
3. Verskille in prosesaanpasbaarheid
Ystergebaseerde poeier:
• Lae sensitiwiteit vir laserkrag, medium vloeibaarheid van die gesmelte poel, maklik om 'n plat bekledingslaag te vorm;
• Bevat deoksiderende elemente soos Si en B, het 'n hoë toleransie vir onsuiwerhede soos C en S in gietyster (nie maklik om porieë te produseer nie);
• Die verdunningstempo van die bekledingslaag (die verhouding van basismetaal wat in die bekledingslaag gemeng word) is matig moeilik om te beheer, gewoonlik beheer teen 10%-20% (te hoog kan hardheid verminder).
Nikkel-gebaseerde poeier:
• Hoë laserabsorpsietempo, goeie vloeibaarheid van die gesmelte poel (veral nikkel-gebaseerde poeier wat B en Si bevat), maklik om 'n dun en eenvormige bekledingslaag te verkry;
• Sensitief vir C in gietyster. As die matriks 'n hoë koolstofinhoud het (soos grys gietyster), is dit maklik om bros fases (soos netwerkkarbiede) te vorm as gevolg van die diffusie van C in die bekledingslaag. Dit is nodig om die laserparameters streng te beheer (soos die vermindering van krag en die verhoging van skanderingspoed) om die verdunningskoers te verminder (gewoonlik minder as 10% vereis);
• Maklik om met swael (S) in gietyster te reageer om 'n lae-smeltende eutektiese middel (soos Ni₃S₂) te vorm, wat termiese krake tot gevolg het. Dit is nodig om te verseker dat die oppervlaksulfiede verwyder word tydens die voorbehandeling van gietysteronderdele.
4. Koste- en toepassingscenario's
| Afmetings | Ystergebaseerde poeier | Nikkel-gebaseerde poeier |
| Koste | Laer (ongeveer 1/3-1/2 van nikkel-gebaseerde poeier), koste-effektief | Hoë (as gevolg van die hoë prys van Ni-metaal), hoë kostedruk |
| Toepaslike scenario's | 1. Werksomstandighede wat hoë slytasieweerstand en medium korrosiebestandheid vereis (soos masjiengereedskapgidse en roller herstel); 2. Laekoste, grootskaalse dimensionele restourasie of oppervlakversterking van gietysteronderdele; 3. Vereistes vir dik bekledingslae (>2 mm) (soos slytasieherstel van groot gietysteronderdele). | 1. Werksomstandighede wat hoë korrosiebestandheid en hittebestandheid vereis (soos chemiese toerusting, hoëtemperatuurkleppe); 2. Scenario's wat uitstekende taaiheid en impakweerstand vereis (soos rattandoppervlakke, brekerhamers); 3. Presisiebekleding van dunwandige of kompleksvormige gietysteronderdele (soos vorms, hidrouliese onderdele). |
Opsomming
• Ystergebaseerde poeier word verkies: wanneer lae koste en hoë slytasieweerstand nagestreef word, en die werksomstandighede nie sterk korrosie of hoë temperatuur vereis nie (soos die herstel van gewone meganiese onderdele).
• Nikkel-gebaseerde poeier word verkies: wanneer korrosiebestandheid, hittebestandheid of hoë taaiheid vereis word, en hoër koste aanvaarbaar is (soos die versterking van presisie gietysteronderdele onder spesiale werksomstandighede).
