A diferenza entre o po a base de ferro e o po a base de níquel para o revestimento láser

No revestimento láser de pezas de ferro fundido, a escolla do po a base de ferro e do po a base de níquel afecta directamente o rendemento, os escenarios de aplicación e o custo da capa de revestimento. A diferenza principal entre os dous reflíctese na composición, o rendemento, a adaptabilidade do proceso e os escenarios de aplicación, do seguinte xeito:

1. Diferenzas nos ingredientes

2. Comparación do rendemento do núcleo

1) Propiedades mecánicas

Po a base de ferro:

• Alta dureza (HRC 30-60, con axuste da composición, alto contido en Cr e Mo, que pode alcanzar HRC 50 ou superior), boa resistencia ao desgaste;

• A resistencia é próxima á da matriz de ferro fundido (resistencia á tracción 500-1000 MPa), mellor compatibilidade metalúrxica co ferro fundido e a resistencia de unión entre a capa de revestimento e a matriz é alta (normalmente > 300 MPa);

• Os modelos de fraxilidade media e alta dureza poden ter certa sensibilidade ás fendas (é necesario controlar o proceso de revestimento para reducir a tensión).

Po a base de níquel:

• Dureza media (HRC 20-45, o tipo de baixa aliaxe é máis brando, o tipo de Cr alto e o tipo W poden alcanzar HRC 40-50), pero excelente tenacidade, mellor resistencia ao impacto que o po a base de ferro;

• Resistencia á tracción lixeiramente inferior á do po a base de ferro de alta aliaxe (400-800 MPa), pero mellor plasticidade (alongamento > 10 %, o po a base de ferro adoita ser

• Resistencia de unión lixeiramente menor co ferro fundido (normalmente 200-300 MPa), pero baixa sensibilidade ás fisuras, non é doado producir fisuras en frío (debido ás características de tenacidade e baixa tensión do níquel).

2) Resistencia á corrosión

Po a base de ferro: resistencia media á corrosión. O po ordinario a base de ferro (baixo contido en Cr) ten boa resistencia á corrosión atmosférica e de auga doce, pero é propenso a oxidarse en ambientes ácidos e alcalinos. O tipo de alto contido en Cr (contido de Cr > 12 %) ten unha resistencia á corrosión mellorada, pero aínda non é tan boa como o po a base de níquel.

Po a base de níquel: excelente resistencia á corrosión, especialmente en ambientes de alta temperatura, húmidos, ácidos e alcalinos (como ácidos orgánicos, álcalis débiles) (porque o Ni e o Cr forman unha densa película de óxido), axeitado para condicións corrosivas.

3) Resistencia á calor

Po a base de ferro: resistencia xeral á calor, a temperatura de traballo a longo prazo adoita ser

Po a base de níquel: forte resistencia á calor, pode funcionar de forma estable en ambientes de alta temperatura de 600-1000 ℃ (como po a base de níquel que contén elementos Cr e W, excelente resistencia á oxidación e á fatiga térmica).

4) Compatibilidade coa matriz de ferro fundido

Po a base de ferro: máis próximo ao coeficiente de expansión térmica do ferro fundido (a base de Fe) (o po a base de ferro ten uns 11-14 × 10⁻⁶/℃, o ferro fundido ten uns 10-12 × 10⁻⁶/℃), pequena tensión térmica durante o revestimento, non é doado de rachar debido á diferenza de expansión térmica (especialmente axeitado para capas de revestimento grosas).

Po a base de níquel: o coeficiente de expansión térmica é relativamente alto (aproximadamente 13-16 × 10⁻⁶/℃), o que é lixeiramente diferente do ferro fundido. É doado rachar debido á tensión térmica durante o revestimento groso, o que debe aliviarse mediante prequecemento, arrefriamento lento ou revestimento en capas.

3. Diferenzas na adaptabilidade dos procesos

Po a base de ferro:

• Baixa sensibilidade á potencia do láser, fluidez media do baño fundido, fácil formación dunha capa de revestimento plana;

• Contén elementos desoxidantes como Si e B, ten unha alta tolerancia a impurezas como C e S no ferro fundido (non é doado producir poros);

• A taxa de dilución da capa de revestimento (a proporción de metal base mesturado na capa de revestimento) é moderadamente difícil de controlar, normalmente contrólase entre o 10 % e o 20 % (unha taxa demasiado alta pode reducir a dureza).

Po a base de níquel:

• Alta taxa de absorción do láser, boa fluidez da piscina fundida (especialmente po a base de níquel que contén B e Si), capa de revestimento fina e uniforme fácil de conseguir;

• Sensible ao C no ferro fundido. Se a matriz ten un alto contido de carbono (como o ferro fundido gris), é doado formar fases fráxiles (como carburos de rede) debido á difusión de C na capa de revestimento. É necesario controlar estritamente os parámetros do láser (como reducir a potencia e aumentar a velocidade de dixitalización) para reducir a taxa de dilución (normalmente requirida para ser inferior ao 10%);

• Reacciona facilmente co xofre (S) do ferro fundido para formar eutécticos de baixo punto de fusión (como o Ni₃S₂), o que provoca gretas térmicas. É necesario garantir que os sulfuros superficiais se eliminen durante o pretratamento das pezas de ferro fundido.

4. Custo e escenarios de aplicación

Resumo

• Prefírese o po a base de ferro: cando se busca un baixo custo e unha alta resistencia ao desgaste e as condicións de traballo non requiren unha forte corrosión ou altas temperaturas (como a reparación de pezas mecánicas ordinarias).

• Prefírese o po a base de níquel: cando se require resistencia á corrosión, resistencia á calor ou alta tenacidade e se aceptan custos máis elevados (como o reforzo de pezas de ferro fundido de precisión en condicións de traballo especiais).