Таҳлили намудҳо ва хусусиятҳои мавод, ки барои технологияи хомӯшкунии лазерӣ мувофиқанд

I. Маводҳои металлҳои сиёҳ (дар айни замон истифодаи маъмултарин)

1. Пӯлоди миёна ва карбондори баланд (миқдори карбон 0.3% ~ 0.8%), маводҳои маъмулӣ:

45 пӯлод (пӯлоди сохтории миёнакарбони баландсифат), ки дар стандартҳои JIS, ASTM 1045/080M46 ва DIN C45 ҳамчун S45C муайян шудааст, як пӯлоди сохтории карбонии олӣ бо таркиби кимиёвии зерин мебошад: 0.42-0.50% карбон (C), 0.17-0.37% кремний (Si), 0.50-0.80% манган (Mn) ва ≤0.25% хром (Cr). Ин маводи бисёрҷониба қобилияти аълои коркарди хунук/гармӣ, хосиятҳои механикии аъло, самаранокии хароҷот ва дастрасии васеъро нишон медиҳад, ки онро дар замимаҳои саноатӣ васеъ истифода мебарад. Аммо, маҳдудияти асосии он дар сахтшавии паст аст, ки онро барои истеҳсоли ҷузъҳое, ки андозаҳои калони буриши уфуқӣ ё стандартҳои дақиқи баландро талаб мекунанд, номувофиқ мегардонад.

Пӯлоди T8: Пӯлоди асбобҳои карбонии эвтектоидӣ, ки пас аз хомӯшкунӣ ва обутобдиҳӣ сахтии баланд ва муқовимати фарсудашавиро нишон медиҳад, гарчанде ки он дорои маҳдудиятҳо, аз ҷумла сахтшавии пасти гармӣ, сахтшавии паст ва осебпазирӣ ба деформатсияи аз ҳад зиёд гармшавӣ ҳангоми коркард мебошад. Ин мавод ба стандартҳои силсилаи GB/T 1298 мувофиқат мекунад, ки миқдори карбонро аз 0,75% то 0,84% дар бар мегирад, ки онро барои истеҳсоли қолабҳои шакли хунук ва асбобҳои буриши шакли оддӣ мувофиқ мегардонад. Раванди хомӯшкунӣ хунуккунии обро дар ҳарорати 780-800℃°C талаб мекунад, дар ҳоле ки обутобдиҳӣ дар ҳарорати аз 250℃°C боло устувории андозаро таъмин мекунад. Аммо, он барои барномаҳое, ки муқовимати бори зарбаро талаб мекунанд, тавсия дода намешавад.

Пӯлоди 65Mn: Маҳсулоти пӯлоди пружинӣ бо қувваи баланд пас аз коркарди гармӣ ва сахтшавии кашидани хунук, ки чандирӣ ва пластикии хубро пешниҳод мекунад. Дар шароити якхелаи сатҳ ва сахтшавии пурра, маҳдудияти хастагии он бо пружинаҳои хӯлаи панҷранга мувофиқат мекунад. Аммо, аз сабаби сахтшавии паст, он асосан барои пружинаҳои андозаи хурд, ба монанди пружинаҳои танзимкунандаи фишор/танзимкунандаи суръат, пружинаҳои ченкунандаи қувва, пружинаҳои спиралии механикии умумӣ/росткунҷа ё пружинаҳои пӯлоди симкашида барои мошинҳои хурд истифода мешавад. Таъсири сахтшавӣ: Сахтии сатҳ ба 55-65 HRC бо чуқурии қабати сахтшуда 0,2 ~ 1,5 мм мерасад, ки дорои сохтори якхелаи мартенситӣ ва муқовимати назарраси фарсудашавӣ мебошад (масалан, мӯҳлати фарсудашавии пӯлоди 45 пас аз хомӯшкунӣ 4-6 маротиба зиёд мешавад). Барои ҷузъҳои фишангҳо, сӯзанҳо ва вал мувофиқ аст. Механизм: Миқдори кофии карбон мартенсити фаровонро ташкил медиҳад, ки ҳангоми гармкунии босуръати лазерӣ аустенитизатсияи пурраро аз сар мегузаронад ва тавассути хомӯшкунии худхункунӣ табдили пурраи фазаро ба даст меорад.

2. Пӯлоди сохтории хӯлаӣ (илова кардани Cr, Ni, Mo ва дигар унсурҳо), маводҳои маъмулӣ:

40Cr: (40Cr ба категорияи "пӯлоди сохтории хӯлаӣ" дохил мешавад, чунон ки дар GB3077 муайян шудааст. Ин пӯлод 0.37%-0.44% карбон дорад, ки каме камтар аз пӯлоди 45 буда, дорои миқдори қобили муқоисаи Si ва Mn мебошад. Он 0.80%-1.10% Cr дорад. Дар замимаҳои гарм печонидашуда, ин миқдори 1% Cr асосан бесамар аст, зеро ҳарду навъ хосиятҳои механикии монандро нишон медиҳанд. Бо назардошти он, ки 40Cr тақрибан нисфи пӯлоди 45 арзиш дорад, мулоҳизаҳои иқтисодӣ аксар вақт боис мешаванд, ки дар сурати имконпазир, ба ҷои он пӯлоди 45 истифода шавад.)

35CrMo: 35CrMo рамзи мушаххасот барои пӯлоди сохтории хӯлаӣ (пӯлоди хӯлаӣ бо хомӯш ва мулоимшуда) мебошад, ки ба стандарти Олмон 1.7220, стандарти Бритониё 708A37, стандарти Фаронса 35CD4 ва ғайра мувофиқат мекунад ва ба GB/T 3077-2015 мувофиқат мекунад. Он дорои эквиваленти карбонии 0.72% мебошад, ки кафшери паст дорад ва чораҳои пешакӣ гармкуниро талаб мекунад. Ин пӯлод қувваи баланди статикӣ ва устувории зарбаро нишон медиҳад, бо қувваи кашиш ≥985MPa ва қувваи афзоянда ≥835MPa, ки қодир аст ҳарорати дарозмуддати корӣ то 500℃ -ро таҳаммул кунад. Он барои истеҳсоли ҷузъҳои механикии борбардор, ба монанди қуттиҳои редукторӣ, валҳои чӯбӣ, чӯбҳои пайвасткунанда ва шпиндельҳои турбинаи буғӣ дар осиёбҳои ғелондакунӣ мувофиқ аст.

20CrMnTi: Пӯлоди карбюризатсияшуда бо миқдори карбони 0,17%-0,24%, ки маъмулан дар истеҳсоли автомобилҳо барои фишангҳои интиқол истифода мешавад. Ҳамчун пӯлоди карбюризатсияшудаи миёнасахт (Cr-Mn-Ti), он сахтшавии истисноиро нишон медиҳад ва ҳамзамон устувории баланди зарбаи ҳарорати пастро нигоҳ медорад. Ин пӯлод, ки махсус барои сахтшавии карбюризатсияи сатҳӣ тарҳрезӣ шудааст, қобилияти аълои коркардро бо деформатсияи ҳадди ақал ва муқовимати аълои хастагӣ нишон медиҳад. Истифодаи асосии он истеҳсоли ҷузъҳои чоҳи, қисмҳои поршен ва ҷузъҳои махсус барои автомобилҳо ва ҳавопаймоҳоро дар бар мегирад.

Таъсири хомӯшкунӣ: Сахтӣ метавонад ба 60 ~ 70 HRC расад, чуқурии қабати сахтшуда 0.3 ~ 2 мм аст, унсурҳои хӯла сахтшавӣ ва муқовимати коррозияро беҳтар мекунанд (масалан, қувваи хастагии фишанги 35CrMo пас аз хомӯшшавӣ 30% афзоиш ёфтааст).

Эзоҳ: Миқдори баланди хӯла метавонад суръати азхудкунии лазерро коҳиш диҳад, аз ин рӯ, зарур аст, ки самаранокии азхудкунии энергияро тавассути коркарди сиёҳкунӣ (масалан, фосфаткунӣ ва пӯшонидан) баланд бардорем.

3. Чӯяни рехтагарӣ (чӯяни хокистарранг, чӯяни рехтагарии чандир), маводҳои маъмулӣ:

HT300: Ин навъи перлит аз оҳани рехтагарии хокистарии баландқувват аст, ки стандарти миллии GB 9439-88-ро татбиқ мекунад, номи он "HT" оҳани рехтагарии хокистариро ифода мекунад ва "300" нишон медиҳад, ки ҳадди ақали қувваи кашиши милаи озмоишии диаметри 30 мм 300 МПа аст.

QT600-3: QT600-3 оҳани чандирии перлитӣ буда, дорои қувваи миёна ва баланд, сахтӣ ва пластикии миёна, иҷрои баланди ҳамаҷониба, муқовимати хуби фарсудашавӣ ва коҳиши ларзиш, хусусиятҳои хуби раванди рехтагарӣ мебошад. Он метавонад хосиятҳои худро тавассути коркарди гуногуни гармӣ тағйир диҳад.

Таъсири хомӯшкунӣ: Сахтии сатҳ метавонад ба 45 ~ 55 HRC расад, чуқурии қабати сахтшуда 0.1 ~ 0.8 мм аст ва сохтори мартенсит + аустенити боқимонда дар атрофи фазаи графит ташаккул меёбад, ки қобилияти зидди майдакуниро афзоиш медиҳад (масалан, коэффитсиенти соиш дар рельси роҳнамои асбобҳои мошин пас аз хомӯшкунӣ 20% кам мешавад).

II. Металлҳои ғайриранг ва хӯлаҳои онҳо (соҳаҳои нави истифодашаванда)

1. Хӯлаи титан (Ti-6Al-4V ва ғайра)

Хӯлаи титан ба як қатор хӯлаҳое дахл дорад, ки аз титан ва дигар металлҳо сохта шудаанд. Титан як металли муҳими сохторӣ аст, ки дар солҳои 1950-ум бо қувваи хӯлаи титан, муқовимат ба зангзанӣ ва муқовимати баланди гармӣ таҳия шудааст.

Хусусиятҳои сахтшавӣ: Гармидиҳии лазерӣ ба ташаккули мартенсити аз ҳад зиёд сершуда дар сатҳ мусоидат мекунад ва сахтӣ аз 300 HV то 500 ~ 600 HV зиёд карда мешавад ва дар айни замон устувории хубро нигоҳ медорад (барои тақвияти корди муҳаррики ҳавопаймо мувофиқ аст).

  Мушкилии техникӣ: Хӯлаи титан дорои инъикоси баланди лазерӣ (тақрибан 70%) мебошад, аз ин рӯ, коркарди пешакии сатҳӣ (масалан, бо рег пошидан) ё лазери ултрабунафш (дарозии мавҷ 355 нм, инъикоси камтар аз 30%) бояд истифода шавад.

2. Хӯлаи алюминий (силсилаи 2xxx, силсилаи 7xxx)

Ин маводи хӯлаи алюминий аст, ки дорои унсурҳои иловагӣ ба монанди мис, кремний, магний, руҳ ва марганец мебошад. Тавассути танзими таносуби элементҳо, он силсилаи 1XXX то 8XXX-ро ташкил медиҳад, ки алюминийи холиси саноатӣ ва хӯлаҳои алюминий-мисро дар бар мегирад. Системаи рамзи ҳолати он ба панҷ ҳолати асосӣ, аз ҷумла F (коркарди озод) ва O (тавқиф) асос ёфтааст ва рамзҳои муфассал ба монанди T6 имкон медиҳанд, ки хусусиятҳои мустаҳкамӣ ва муқовимат ба зангзаниро дақиқ назорат кунанд.

Механизми хомӯшкунӣ: Мустаҳкамшавии маҳлули сахт бо роҳи гармкунии босуръати лазер ба даст оварда мешавад ва фазаи боришоти метаустувор пас аз худхункунӣ ба вуҷуд меояд (масалан, сахтии хӯлаи алюминийи 7075 пас аз хомӯшкунӣ аз 150 HV то 220 HV меафзояд).

Маҳдудиятҳои дархост: Хӯлаи алюминий дорои гузаронандагии гармии қавӣ аст (гузаронандагии гармӣ тақрибан 200 Вт/м К), лазери баландқувват (≥2 кВт) барои таъмини самаранокии гармидиҳӣ зарур аст ва деформатсияи стресси гармиро ба осонӣ ба вуҷуд овардан мумкин аст.

3. Хӯлаҳои қалъагӣ (мис, биринҷӣ)

Ин хӯлаест, ки аз миси холис бо як ё якчанд унсури иловагӣ иборат аст. Истифода: Сахтшавии сатҳи ҷузъҳои ба фарсудашавӣ тобовар (масалан, подшипникҳо, клапанҳо). Пас аз хомӯш кардани лазер, сатҳ сохтори нанокристаллиро ташкил медиҳад, ки сахтиро аз 15% то 30% зиёд мекунад. Аммо, ҳарорати гармкунӣ бояд назорат карда шавад, то нарм шудани матритсаи мис пешгирӣ карда шавад.

III. Маводҳои махсуси функсионалӣ

1. Маводҳои металлургияи хока (масалан, ҷузъҳои металлургияи хокагӣ дар асоси оҳан ва мис) Бартариҳо: Сохтори сӯрохдор метавонад равғани молиданро нигоҳ дорад ва сатҳ пас аз хомӯш кардани лазер зичтар мешавад. Сахтӣ аз 20-30 HRC то 50-55 HRC меафзояд, ки онҳоро барои подшипникҳои худмолидан мувофиқ мегардонад.

2. Маводҳои рӯйпӯшкунии сатҳӣ (масалан, рӯйпӯшҳои пошидани гармӣ ва қабатҳои рӯйпӯшкунӣ) Истифодаи маъмулӣ: Пас аз хомӯш кардани рӯйпӯшҳои WC-Co, ки ба сатҳҳои пӯлоди карбон пошида мешаванд, сохтори таркибии "матритсаи мартенсит + карбиди фазаи сементшуда" ташаккул меёбад, ки сахтии аз 1000 HV зиёдтарро ба даст меорад. Ин маводҳо дар ҷузъҳои фарсудашавии тобовар дар мошинҳои истихроҷи маъдан истифода мешаванд.

IV. Маводҳое, ки барои хомӯш кардани лазер номувофиқанд

Пӯлоди камкарбон (миқдори карбон Аз сабаби нокифоя будани миқдори карбон, табдилёбии мартенситӣ ночиз аст, ки боиси таъсири сусти сахтшавӣ мегардад (афзоиши сахтӣ

Пӯлоди зангногири аустенитии холис (масалан, 316L): Қобилияти табдили мартенситӣ надорад. Гармидиҳии лазерӣ танҳо боиси сахтшавии кор бо афзоиши маҳдуди сахтӣ мегардад (тақрибан 15% -20%).