लेझर क्लॅडिंगसाठी लोह-आधारित पावडर आणि निकेल-आधारित पावडरमधील फरक

कास्ट आयर्नच्या भागांच्या लेझर क्लॅडिंगमध्ये, लोह-आधारित पावडर आणि निकेल-आधारित पावडरची निवड ही क्लॅडिंग लेयरची कार्यक्षमता, वापराची परिस्थिती आणि खर्चावर थेट परिणाम करते. या दोन्हींमधील मुख्य फरक त्यांची रचना, कार्यक्षमता, प्रक्रियेतील अनुकूलता आणि वापराच्या परिस्थितीमध्ये खालीलप्रमाणे दिसून येतो:

१. घटकांमधील फरक

२. कोअर कामगिरीची तुलना

१) यांत्रिक गुणधर्म

लोहयुक्त पावडर:

• उच्च कठीणता (एचआरसी ३०-६०, रचना समायोजनासह, उच्च क्रोमियम, मॉलिब्डेनम प्रकार एचआरसी ५० किंवा त्याहून अधिक गाठू शकतो), उत्तम झीज-प्रतिरोध;

• मजबुती कास्ट आयर्न मॅट्रिक्सच्या जवळपास असते (तन्यता शक्ती 500-1000MPa), कास्ट आयर्नशी उत्तम धातूशास्त्रीय सुसंगतता असते आणि क्लॅडिंग थर आणि मॅट्रिक्समधील बंधन शक्ती उच्च असते (सामान्यतः >300MPa);

• मध्यम ठिसूळपणा आणि उच्च कठीणपणा असलेल्या मॉडेल्समध्ये तडे जाण्याची विशिष्ट संवेदनशीलता असू शकते (ताण कमी करण्यासाठी क्लॅडिंग प्रक्रियेवर नियंत्रण ठेवणे आवश्यक आहे).

निकेल-आधारित पावडर:

• मध्यम कठीणपणा (एचआरसी २०-४५, कमी मिश्रधातू प्रकार अधिक मऊ असतो, उच्च क्रोमियम, डब्ल्यू प्रकार एचआरसी ४०-५० पर्यंत पोहोचू शकतो), परंतु उत्कृष्ट कणखरपणा, लोह-आधारित पावडरपेक्षा चांगली आघात प्रतिरोधकता;

• उच्च मिश्रधातूच्या लोह-आधारित पावडरपेक्षा (400-800MPa) तन्य शक्ती किंचित कमी, परंतु लवचिकता चांगली (प्रसरण >10%, लोह-आधारित पावडरमध्ये सहसा

• कास्ट आयर्नसोबत बाँडिंगची ताकद किंचित कमी असते (साधारणपणे २००-३०० MPa), परंतु तडे जाण्याची संवेदनशीलता कमी असते, कोल्ड क्रॅक सहजासहजी पडत नाहीत (निकेलच्या कणखरपणा आणि कमी ताणाच्या वैशिष्ट्यांमुळे).

२) गंजरोधकता

लोह-आधारित पावडर: मध्यम गंज-प्रतिरोधकता. सामान्य लोह-आधारित पावडरमध्ये (कमी क्रोमियम) वातावरणीय आणि गोड्या पाण्यातील गंजण्यास चांगला प्रतिकार असतो, परंतु आम्लधर्मी आणि अल्कधर्मी वातावरणात गंजण्याची शक्यता असते. उच्च क्रोमियम प्रकारात (क्रोमियमचे प्रमाण > १२%) गंज-प्रतिरोधकता सुधारलेली असते, परंतु तरीही ती निकेल-आधारित पावडरइतकी चांगली नसते.

निकेल-आधारित पावडर: उत्कृष्ट क्षरण प्रतिरोधकता, विशेषतः उच्च तापमान, दमट, आम्लधर्मी आणि अल्कधर्मी (जसे की सेंद्रिय आम्ल, सौम्य अल्कली) वातावरणात (कारण Ni आणि Cr एक दाट ऑक्साईड थर तयार करतात), क्षरणकारक परिस्थितींसाठी उपयुक्त.

३) उष्णता प्रतिरोध

लोह-आधारित पावडर: सर्वसाधारण उष्णता प्रतिरोधक, दीर्घकालीन कार्यरत तापमान सहसा

निकेल-आधारित पावडर: मजबूत उष्णता प्रतिरोधक क्षमता, 600-1000℃ च्या उच्च तापमानाच्या वातावरणात स्थिरपणे काम करू शकते (जसे की Cr आणि W घटक असलेली निकेल-आधारित पावडर, उत्कृष्ट अँटी-ऑक्सिडेशन आणि थर्मल फटीग प्रतिरोध).

४) कास्ट आयर्न मॅट्रिक्सशी सुसंगतता

लोह-आधारित पावडर: कास्ट आयर्नच्या (Fe-आधारित) औष्णिक प्रसरण गुणांकाच्या जवळ असते (लोह-आधारित पावडरचा सुमारे 11-14×10⁻⁶/℃ असतो, तर कास्ट आयर्नचा सुमारे 10-12×10⁻⁶/℃ असतो), क्लॅडिंग दरम्यान कमी औष्णिक ताण येतो, औष्णिक प्रसरणातील फरकामुळे सहज तडे जात नाहीत (विशेषतः जाड क्लॅडिंग थरासाठी योग्य).

निकेल-आधारित पावडर: याचा औष्णिक प्रसरण गुणांक तुलनेने जास्त असतो (सुमारे १३-१६×१०⁻⁶/℃), जो कास्ट आयर्नपेक्षा किंचित वेगळा असतो. जाड आवरण घालताना औष्णिक ताणामुळे याला तडे जाण्याची शक्यता असते, जे पूर्व-तापमानवाढ, मंद शीतलीकरण किंवा स्तरित आवरणाद्वारे कमी करणे आवश्यक असते.

३. प्रक्रिया अनुकूलनक्षमतेतील फरक

लोहयुक्त पावडर:

• लेझर शक्तीसाठी कमी संवेदनशीलता, वितळलेल्या द्रवाची मध्यम प्रवाहीता, सपाट आवरण थर तयार करणे सोपे;

• Si आणि B सारखे डीऑक्सिडायझिंग घटक असतात, कास्ट आयर्नमधील C आणि S सारख्या अशुद्धींना उच्च सहनशीलता असते (छिद्र निर्माण करणे सोपे नसते);

• क्लॅडिंग लेयरचा डायल्यूशन रेट (क्लॅडिंग लेयरमध्ये मिसळलेल्या बेस मेटलचे प्रमाण) नियंत्रित करणे मध्यम कठीण आहे, सामान्यतः 10%-20% वर नियंत्रित केले जाते (खूप जास्त झाल्यास कडकपणा कमी होऊ शकतो).

निकेल-आधारित पावडर:

• उच्च लेझर शोषण दर, वितळलेल्या द्रवाची चांगली प्रवाहीता (विशेषतः B आणि Si असलेले निकेल-आधारित पावडर), पातळ आणि एकसमान क्लॅडिंग थर सहजपणे मिळवता येतो;

• कास्ट आयर्नमधील C (कार्बन) साठी संवेदनशील. जर मॅट्रिक्समध्ये कार्बनचे प्रमाण जास्त असेल (जसे की ग्रे कास्ट आयर्न), तर क्लॅडिंग लेयरमध्ये C च्या प्रसाराने ठिसूळ टप्पे (जसे की नेटवर्क कार्बाइड) तयार होणे सोपे असते. डायल्यूशन दर कमी करण्यासाठी (सामान्यतः १०% पेक्षा कमी असणे आवश्यक असते) लेझर पॅरामीटर्सवर (जसे की पॉवर कमी करणे आणि स्कॅनिंगचा वेग वाढवणे) काटेकोरपणे नियंत्रण ठेवणे आवश्यक आहे;

• कास्ट आयर्नमधील गंधकाशी (S) सहजपणे अभिक्रिया होऊन कमी वितळणबिंदू असलेले युटेक्टिक (जसे की Ni₃S₂) तयार होते, ज्यामुळे औष्णिक तडे पडतात. कास्ट आयर्नच्या भागांवर पूर्व-प्रक्रिया करताना पृष्ठभागावरील सल्फाइड काढून टाकले जातील याची खात्री करणे आवश्यक आहे.

४. खर्च आणि वापराच्या परिस्थिती

सारांश

• जेव्हा कमी खर्च आणि उच्च झीज-प्रतिरोधकता अपेक्षित असते, आणि कामाच्या परिस्थितीत तीव्र क्षरण किंवा उच्च तापमानाची आवश्यकता नसते (जसे की सामान्य यांत्रिक भागांची दुरुस्ती), तेव्हा लोह-आधारित पावडरला प्राधान्य दिले जाते.

• जेव्हा गंजरोधकता, उष्णतारोधकता किंवा उच्च कणखरपणा आवश्यक असतो आणि जास्त खर्च स्वीकार्य असतो (जसे की विशेष कार्य परिस्थितीत अचूक कास्ट आयर्न भागांना मजबूत करणे), तेव्हा निकेल-आधारित पावडरला प्राधान्य दिले जाते.