گیئر اسٹیل کی سطح پر لیزر کلیڈنگ نی بیسڈ کوٹنگ کے عمل کے پیرامیٹرز کی اصلاح

گیئر ڈرائیو مکینیکل فیلڈ میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتی ہے کیونکہ اس کی ٹرانسمیشن کی اعلی کارکردگی، زیادہ برداشت کی صلاحیت، بڑی پاور رینج، طویل سروس کی زندگی اور بہت سے دوسرے فوائد۔ سروس کے بوجھ اور گیئر کے چلنے کی رفتار میں اضافے کے ساتھ، گیئر کا نظام گیئر میشنگ ٹرانسمیشن کے عمل میں دانتوں کے ٹوٹنے، دانتوں کی کھدائی، دانتوں کے پہننے، دانتوں کی پلاسٹک کی خرابی اور دانتوں میں چپکنے کا خطرہ ہے، جو اس کی سروس کی زندگی کو سنجیدگی سے متاثر کرتا ہے۔ گیئر ٹرانسمیشن سسٹم کی سروس لائف کو مؤثر طریقے سے طول دینے کے لیے، گیئر وہیل کی بیئرنگ کی صلاحیت اور اینٹی تھکاوٹ کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے دانتوں کی سطح کو تبدیل اور مضبوط کرنا ضروری ہے۔ سطح میں ترمیم کرنے والی دیگر ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں، لیزر کلیڈنگ ٹیکنالوجی اپنے مختصر پروسیسنگ سائیکل، اعلی پروسیسنگ کی کارکردگی اور کم لاگت تکنیکی فوائد کے ساتھ، اعلیٰ معیار کی کوٹنگز تیار کر سکتی ہے، اس طرح پرزوں کی سطح کی خصوصیات میں بہتری آتی ہے۔ لیزر کلیڈنگ کے عمل میں اعلی درجہ حرارت کے میلان اور بہت تیز ٹھنڈک کی شرح کی وجہ سے، کوٹنگ سوراخوں اور مائیکرو کریکس جیسے نقائص کا شکار ہے، جو کوٹنگ کی مکینیکل خصوصیات کو متاثر کرتی ہے، جو لیزر کلیڈنگ پرزوں کے استعمال کو محدود کرتی ہے۔ ایک مخصوص حد تک. لہذا، کوٹنگ کی تیاری کے میدان میں لیزر کلیڈنگ ٹیکنالوجی کے استعمال کو فروغ دینے کے لیے عمل کے پیرامیٹرز کو بہتر بنا کر کوٹنگ کے معیار کو بہتر بنانا بہت اہمیت کا حامل ہے۔

عام طور پر استعمال ہونے والے لیزر کلیڈنگ پاؤڈر بنیادی طور پر Fe -، Ni - اور Co - پر مبنی مرکبات ہیں۔ مختلف کلیڈنگ پاؤڈرز میں سے، نی پر مبنی الائے پاؤڈرز کا لیزر کلیڈنگ مواد میں وسیع پیمانے پر مطالعہ کیا گیا ہے کیونکہ ان کی اچھی لباس مزاحمت، سنکنرن مزاحمت، گیلا پن اور اعتدال پسند قیمت ہے۔

اس مقالے میں، 18CrNiMo7-6 گیئر اسٹیل کی سطح پر Ni-based کوٹنگ لیزر کلیڈنگ ٹیکنالوجی کے ذریعے تیار کی گئی تھی۔ کوٹنگ کے مائیکرو اسٹرکچر پر مختلف عمل کے پیرامیٹرز کے اثر کا مطالعہ کرنے کے لیے واحد متغیر طریقہ استعمال کیا گیا تھا، اور میکروسکوپک مورفولوجی، مائیکرو اسٹرکچر اور کوٹنگ کی سختی کو تشخیصی اشاریہ کے طور پر لے کر عمل کے بہترین پیرامیٹرز کا تعین کیا گیا تھا۔ تحقیقی نتائج Ni-based پاؤڈر کی مرمت کے دانتوں کے پرزوں کی درخواست کی حد کو بڑھا سکتے ہیں، اور مستقبل میں گیئر میٹریل میں لیزر کلیڈنگ ٹیکنالوجی کے اطلاق اور اصلاح کے لیے تکنیکی رہنمائی فراہم کر سکتے ہیں۔

1. ٹیسٹ مواد اور سامان

ٹیسٹ میں استعمال ہونے والا بنیادی مواد 18CrNiMo7-6 گیئر سٹیل ہے۔ 18CrNiMo7-6 یورپی معیاری EN10084 کاربرائزڈ الائے سٹرکچرل اسٹیل ہے، جو گھریلو گریڈ 17Cr2Ni2Mo سے مطابقت رکھتا ہے۔ کاربرائزنگ، بجھانے، کم درجہ حرارت کے ٹمپرینگ اور فنشنگ کے بعد، اسٹیل میں بہترین طاقت، پہننے کی مزاحمت اور اثر کی خصوصیات ہیں، اور یہ ونڈ پاور، پورٹ، مائن ریڈوسر گیئر اور تیز رفتار لوکوموٹیو گیئر میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ 18CrNiMo7-6 اسٹیل کی کیمیائی ترکیب ٹیبل 1 میں دکھائی گئی ہے۔

جدول 1 18CrNiMo7-6 گیئر اسٹیل کی کیمیائی ساخت (بڑے پیمانے پر حصہ،٪)

NiCr20 سیلف فیزیبل الائے پاؤڈر کو ٹیسٹ میں کلیڈنگ پاؤڈر کے طور پر استعمال کیا گیا تھا، اور اس کی کیمیائی ساخت کو ٹیبل 2 میں دکھایا گیا ہے۔ NiCr20 پاؤڈر میں خود پگھلنے، گیلے ہونے کی صلاحیت، پہننے کی مزاحمت، سنکنرن مزاحمت اور آکسیڈیشن مزاحمت ہے، اور یہ وسیع پیمانے پر کے لیے موزوں ہے۔ لیزر cladding عمل پیرامیٹرز کی حد. ZrO2 سیرامک ​​پاؤڈر کو ٹیسٹ میں معاون کلیڈنگ مواد کے طور پر منتخب کیا گیا تھا۔ ZrO2 سیرامک ​​پاؤڈر میں اچھی تھرمل استحکام، اعلی درجہ حرارت پہننے کی مزاحمت اور سنکنرن مزاحمت وغیرہ کے فوائد ہیں۔ لہذا، یہ اعلی درجہ حرارت لباس مزاحم کوٹنگ تیار کرنے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے. ٹیسٹ میں استعمال ہونے والے NiCr20 اور ZrO2 پاؤڈرز کو شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ NiCr20 الائے پاؤڈر اور ZrO2 سیرامک ​​پاؤڈر کی شکلیں بالترتیب تقریباً 100μm اور 50μm کے ذرات کے سائز والے کروی ذرات ہیں۔ NiCr20 پاؤڈر اور ZrO2 سیرامک ​​پاؤڈر کو 48 ∶ 1 کے بڑے تناسب کے مطابق ملایا گیا اور لیزر کلیڈنگ پاؤڈر کے طور پر استعمال کرنے کے لیے خشک کیا گیا۔

ٹیبل 2 NiCr20 پاؤڈر کی کیمیائی ساخت (بڑے پیمانے پر حصہ،٪)

تصویر 1 NiCr20 (a) اور ZrO2 (b) پاؤڈرز کی شکلیں

لیزر کلیڈنگ ٹیسٹ ایم ایل او{{0}} لیزر کلیڈنگ آلات پر کیا گیا تھا۔ لیزر کلیڈنگ کا سامان ایک لیزر کلیڈنگ نوزل، ایک لیزر، ایک چھ محور مکینیکل بازو، ایک پاؤڈر فیڈنگ سسٹم، ایک واٹر کولنگ سسٹم اور ایک کنٹرول سسٹم پر مشتمل ہوتا ہے۔ لیزر کلیڈنگ کا سامان فائبر لیزر کو لیزر کے اخراج کے ذریعہ کے طور پر استعمال کرتا ہے، اور دستیاب پاور رینج 400 ~ 4000 W ہے۔ لیزر کلیڈنگ کے عمل میں، پاؤڈر کو پاؤڈر آؤٹ لیٹ میں پاؤڈر فیڈر پاؤڈر گردش کے ذریعے بھیجا جاتا ہے، اس کی رفتار کی حد پاؤڈر ٹرے 0 ~ 4 r/min ہے، اور ذرہ سائز کی حد 50 ~ 150 μm ہے۔ واٹر کولنگ سسٹم لیزر اور لیزر کلیڈنگ ہیڈ کے لیے ٹھنڈا پانی مہیا کرتا ہے تاکہ ٹیسٹ آپریشن کے دوران درجہ حرارت کے مستقل ماحول کو یقینی بنایا جا سکے۔ پگھلے ہوئے تالاب کو پورے ٹیسٹ کے دوران آکسیکرن سے بچنے کے لیے اعلی پاکیزگی والے آرگن کے ذریعے محفوظ کیا گیا تھا۔

لیزر کلیڈنگ ٹیسٹ بلاک پلیٹ گیئر اسٹیل پر کیا گیا تھا۔ لیزر اسکیننگ کی سمت پلیٹ کے لمبے حصے کے ساتھ تھی، اور تقریباً 20 ملی میٹر کی کوٹنگ کی لمبائی پلیٹ کے بیچ میں جوڑ دی گئی تھی۔ سنگل فیکٹر ٹیسٹ استعمال کیا گیا۔ ٹیسٹ کے پیرامیٹرز تھے لیزر پاور 500 ~ 900 W، سکیننگ اسپیڈ 2 ~ 8 mm/s، پاؤڈر فیڈ ریٹ 8.8 ~ 13.2 g/min، آرگن فلو ریٹ 4 L/min، اسپاٹ ڈائی میٹر φ4 mm، defocusing کی گنجائش 250 mm۔ مخصوص عمل کے پیرامیٹرز کو جدول 3 میں دکھایا گیا ہے، اور ٹیسٹ کے ہر گروپ کو دو بار دہرایا جاتا ہے۔

ٹیبل 3 سنگل چینل لیزر کلیڈنگ کے ٹیسٹ پیرامیٹرز

لیزر کلیڈنگ ٹیسٹ کے بعد، کوٹنگ کا میٹالوگرافک تجزیہ کیا گیا، اور کوٹنگ کو تار کاٹنے والی مشین کے ذریعے 5 ملی میٹر × 5 ملی میٹر × 5 ملی میٹر کے مکعب میں کاٹا گیا، اور کوٹنگ کے حصے کو پالش اور پالش کیا گیا۔ قدم اس کے بعد، ایکوا ریجیا (HCl سے HNO3 کا حجم کا تناسب 3 ∶ 1 ہے) اسے خراب کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور سنکنرن کا وقت تقریباً 2 منٹ ہے۔ میٹالوگرافک ٹریٹمنٹ کے بعد، آپٹیکل مائیکروسکوپ اور اسکیننگ آئینے کا استعمال میٹالوگرافک سنکنرن کے بعد پروفائل کے نمونے کے مائیکرو اسٹرکچر کا مشاہدہ کرنے کے لیے کیا گیا۔ لیزر کلیڈنگ ٹیسٹ کے بعد گہرائی کے ساتھ کوٹنگ پروفائل کی سختی کی پیمائش کرنے کے لیے وِکرز مائیکرو ہارڈنیس ٹیسٹر کا استعمال کیا گیا۔ کوٹنگ پروفائل کا سختی ٹیسٹ سطح کی تہہ سے 50μm دور سے شروع ہوتا ہے اور گہرائی کی سمت میں ہر 100μm پر ایک ٹیسٹ پوائنٹ لیتا ہے جب تک کہ سبسٹریٹ کی یکساں سختی کی پیمائش نہ کی جائے۔ ٹیسٹ لوڈ کا وزن 500 گرام پر مقرر کیا گیا ہے اور انعقاد کا وقت 10 سیکنڈ ہے۔ ڈیٹا کی درستگی کو بہتر بنانے کے لیے، ہر گیئر اسٹیل پروفائل کے اسی گہرائی والے علاقے میں سختی کو 3 بار ناپا جاتا ہے، اور اوسط لیا جاتا ہے۔

1. لیزر پاور میں اضافے کے ساتھ، پگھلنے کی اونچائی، پگھلنے کی چوڑائی اور پگھلنے کی گہرائی NiCr{{1}ZrO2 کوٹنگ میں اضافہ ہوتا ہے۔ سکیننگ کی رفتار میں اضافے کے ساتھ، پگھلنے کی اونچائی، چوڑائی اور کوٹنگ کی گہرائی کم ہو جاتی ہے۔ پاؤڈر فیڈنگ کی شرح میں اضافے کے ساتھ، کوٹنگ کی پگھلنے کی اونچائی بڑھ جاتی ہے، پگھلنے کی چوڑائی پہلے بڑھ جاتی ہے اور پھر کم ہوتی ہے، اور پگھلنے کی گہرائی کم ہوتی ہے۔

2. لیزر پاور میں اضافے کے ساتھ، کوٹنگ مائیکرو اسٹرکچر کی کثافت، کھردری اور مائیکرو ہارڈنیس کم ہو جاتی ہے۔ اسکیننگ کی رفتار میں اضافے کے ساتھ، کوٹنگ کے مائیکرو اسٹرکچر کی کثافت کم ہوجاتی ہے، مائیکرو اسٹرکچر کی کھردری اور مائیکرو سختی کم ہوجاتی ہے۔ پاؤڈر فیڈنگ کی شرح میں اضافے کے ساتھ، مائیکرو اسٹرکچر کثافت، مائیکرو اسٹرکچر ریفائنمنٹ اور کوٹنگ کی مائیکرو ہارڈنس میں اضافہ ہوتا ہے۔

3. میکروسکوپک مورفولوجی، مائیکرو اسٹرکچر اور کوٹنگ کی مائیکرو ہارڈنس کو تشخیصی اشاریہ کے طور پر لیتے ہوئے، عمل کے بہترین پیرامیٹرز اس طرح حاصل کیے گئے: لیزر پاور 700 ڈبلیو، اسکیننگ کی رفتار 2 ملی میٹر فی سیکنڈ، پاؤڈر فیڈ کی شرح 11.1 جی فی منٹ۔

Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. ایک ہائی ٹیک انٹرپرائز ہے جو R&D میں مہارت رکھتا ہے، خودکار لیزر کلیڈنگ مشین، تیز رفتار لیزر کلیڈنگ مشین، لیزر بجھانے والی مشین، لیزر ویلڈنگ مشین اور لیزر 3D پرنٹنگ کے آلات کی تیاری اور فروخت میں مہارت رکھتا ہے۔ ہماری مصنوعات سستی ہیں اور اندرون ملک اور بیرون ملک فروخت ہوتی ہیں۔ اگر آپ ہماری مصنوعات میں دلچسپی رکھتے ہیں، تو براہ کرم ہم سے bob@gshenglaser.com پر رابطہ کریں۔