லேசர் கிளாடிங்கிற்கான இரும்பு அடிப்படையிலான தூளுக்கும் நிக்கல் அடிப்படையிலான தூளுக்கும் உள்ள வேறுபாடு

வார்ப்பிரும்பு பாகங்களின் லேசர் பூச்சுப் பணியில், இரும்பு அடிப்படையிலான தூள் மற்றும் நிக்கல் அடிப்படையிலான தூள் ஆகியவற்றின் தேர்வு, பூச்சு அடுக்கின் செயல்திறன், பயன்பாட்டுச் சூழல்கள் மற்றும் செலவு ஆகியவற்றை நேரடியாகப் பாதிக்கிறது. இவ்விரண்டிற்கும் இடையேயான முக்கிய வேறுபாடு, அவற்றின் கலவை, செயல்திறன், செயல்முறை ஏற்புத்தன்மை மற்றும் பயன்பாட்டுச் சூழல்களில் பின்வருமாறு பிரதிபலிக்கிறது:

1. மூலப்பொருட்களில் உள்ள வேறுபாடுகள்

2. முக்கிய செயல்திறன் ஒப்பீடு

1) இயந்திர பண்புகள்

இரும்பு அடிப்படையிலான தூள்:

• அதிக கடினத்தன்மை (HRC 30-60, கலவை சரிசெய்தலுடன், அதிக குரோமியம் (Cr), மாலிப்டினம் (Mo) வகை HRC 50 அல்லது அதற்கு மேல் அடையலாம்), நல்ல தேய்மான எதிர்ப்புத்திறன்;

• வலிமையானது வார்ப்பிரும்பு மேட்ரிக்ஸின் வலிமைக்கு (இழுவிசை வலிமை 500-1000MPa) நெருக்கமாக உள்ளது, வார்ப்பிரும்புடன் சிறந்த உலோகவியல் இணக்கத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் மேற்பூச்சு அடுக்குக்கும் மேட்ரிக்ஸுக்கும் இடையிலான பிணைப்பு வலிமை அதிகமாக உள்ளது (பொதுவாக >300MPa);

• மிதமான உடையக்கூடிய தன்மையும், அதிக கடினத்தன்மையும் கொண்ட மாதிரிகள், விரிசல்களுக்கு குறிப்பிட்ட அளவு எளிதில் ஆளாகக்கூடும் (அழுத்தத்தைக் குறைப்பதற்காக மேற்பூச்சு செயல்முறையைக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும்).

நிக்கல் அடிப்படையிலான தூள்:

• நடுத்தர கடினத்தன்மை (HRC 20-45, குறைந்த கலப்புலோக வகை மென்மையானது, அதிக Cr, W வகை HRC 40-50 வரை அடையலாம்), ஆனால் சிறந்த உறுதித்தன்மை, இரும்பு அடிப்படையிலான தூளை விட சிறந்த தாக்க எதிர்ப்புத்திறன்;

• உயர் கலப்புலோக இரும்பு அடிப்படையிலான தூளை விட இழுவிசை வலிமை சற்றுக் குறைவு (400-800MPa), ஆனால் சிறந்த நெகிழ்வுத்தன்மை (நீட்சி >10%, இரும்பு அடிப்படையிலான தூளில் இது பொதுவாக

• வார்ப்பிரும்புடன் பிணைப்பு வலிமை சற்றுக் குறைவாக இருந்தாலும் (பொதுவாக 200-300MPa), விரிசல் ஏற்படும் வாய்ப்பு குறைவு; நிக்கலின் கடினத்தன்மை மற்றும் குறைந்த அழுத்தப் பண்புகள் காரணமாக, குளிர் விரிசல்கள் எளிதில் ஏற்படாது.

2) அரிப்பு எதிர்ப்பு

இரும்பு அடிப்படையிலான தூள்: மிதமான அரிப்பு எதிர்ப்புத்திறன். சாதாரண இரும்பு அடிப்படையிலான தூள் (குறைந்த குரோமியம்) வளிமண்டல மற்றும் நன்னீர் அரிப்பை நன்கு எதிர்க்கும் திறன் கொண்டது, ஆனால் அமில மற்றும் காரச் சூழல்களில் எளிதில் துருப்பிடிக்கும். அதிக குரோமியம் வகை (குரோமியம் உள்ளடக்கம் > 12%) மேம்பட்ட அரிப்பு எதிர்ப்புத்திறனைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் அதுவும் நிக்கல் அடிப்படையிலான தூளைப் போலச் சிறப்பாக இல்லை.

நிக்கல் அடிப்படையிலான தூள்: சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது, குறிப்பாக அதிக வெப்பநிலை, ஈரப்பதம், அமில மற்றும் கார (கரிம அமிலம், பலவீனமான காரம் போன்ற) சூழல்களில் (ஏனெனில் Ni மற்றும் Cr ஒரு அடர்த்தியான ஆக்சைடு படலத்தை உருவாக்குகின்றன), அரிக்கும் நிலைமைகளுக்கு ஏற்றது.

3) வெப்ப எதிர்ப்பு

இரும்பு அடிப்படையிலான தூள்: பொதுவான வெப்ப எதிர்ப்புத்திறன் கொண்டது, நீண்ட காலப் பயன்பாட்டு வெப்பநிலை பொதுவாக 500℃-க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும் (அதிக வெப்பநிலையில் எளிதில் ஆக்சிஜனேற்றம் அடைந்து வலிமை குறையும்).

நிக்கல் அடிப்படையிலான தூள்: வலுவான வெப்ப எதிர்ப்புத்திறன் கொண்டது, 600-1000℃ வரையிலான உயர் வெப்பநிலை சூழலில் நிலையாகச் செயல்படும் (Cr மற்றும் W தனிமங்களைக் கொண்ட நிக்கல் அடிப்படையிலான தூள் போன்றவை), சிறந்த ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்பச் சோர்வு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டது.

4) வார்ப்பிரும்பு மேட்ரிக்ஸுடன் இணக்கம்

இரும்பு அடிப்படையிலான தூள்: வார்ப்பிரும்பின் (Fe-based) வெப்ப விரிவாக்க குணகத்திற்கு நெருக்கமானது (இரும்பு அடிப்படையிலான தூளின் குணகம் சுமார் 11-14×10⁻⁶/℃, வார்ப்பிரும்பின் குணகம் சுமார் 10-12×10⁻⁶/℃), மேற்பூச்சு செய்யும் போது குறைந்த வெப்ப அழுத்தம், வெப்ப விரிவாக்க வேறுபாடு காரணமாக எளிதில் விரிசல் ஏற்படாது (குறிப்பாக தடிமனான மேற்பூச்சு அடுக்குக்கு மிகவும் பொருத்தமானது).

நிக்கல் அடிப்படையிலான தூள்: இதன் வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாகும் (சுமார் 13-16×10⁻⁶/℃), இது வார்ப்பிரும்பிலிருந்து சற்றே வேறுபட்டது. தடிமனாகப் பூசும்போது ஏற்படும் வெப்ப அழுத்தத்தால் இது எளிதில் விரிசல் அடையும். இதனை முன்கூட்டியே சூடாக்குதல், மெதுவாகக் குளிர்வித்தல் அல்லது அடுக்குகளாகப் பூசுதல் ஆகியவற்றின் மூலம் தணிக்க வேண்டும்.

3. செயல்முறை தகவமைப்பில் உள்ள வேறுபாடுகள்

இரும்பு அடிப்படையிலான தூள்:

• லேசர் ஆற்றலுக்குக் குறைந்த உணர்திறன், உருகிய குளத்தின் மிதமான பாய்வுத்தன்மை, தட்டையான மேற்பூச்சு அடுக்கை எளிதில் உருவாக்குதல்;

• Si மற்றும் B போன்ற ஆக்சிஜன் நீக்கும் தனிமங்களைக் கொண்டுள்ளது, வார்ப்பிரும்பில் உள்ள C மற்றும் S போன்ற அசுத்தங்களை அதிக அளவில் தாங்கக்கூடியது (துளைகளை உருவாக்குவது எளிதல்ல);

• மேற்பூச்சு அடுக்கின் நீர்த்தல் விகிதத்தை (அதாவது, மேற்பூச்சு அடுக்கில் கலக்கப்படும் அடிப்படை உலோகத்தின் விகிதாச்சாரம்) கட்டுப்படுத்துவது ஓரளவிற்கு கடினமானது; இது பொதுவாக 10%-20% அளவில் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது (இந்த அளவு மிக அதிகமாக இருந்தால் கடினத்தன்மை குறையக்கூடும்).

நிக்கல் அடிப்படையிலான தூள்:

• அதிக லேசர் உறிஞ்சும் விகிதம், நல்ல உருகிய குளத்தின் பாய்வுத்தன்மை (குறிப்பாக போரான் மற்றும் சிலிக்கான் அடங்கிய நிக்கல் அடிப்படையிலான தூள்), மெல்லிய மற்றும் சீரான மேல்பூச்சு அடுக்கை எளிதில் அடையலாம்;

• வார்ப்பிரும்பில் உள்ள கார்பனுக்கு (C) உணர்திறன் கொண்டது. மூலப்பொருளில் அதிக கார்பன் உள்ளடக்கம் இருந்தால் (சாம்பல் வார்ப்பிரும்பு போன்றவை), மேற்பூச்சு அடுக்கிற்குள் கார்பன் பரவுவதால், உடையக்கூடிய கட்டங்கள் (வலைப்பின்னல் கார்பைடுகள் போன்றவை) எளிதில் உருவாகின்றன. நீர்த்தல் விகிதத்தைக் குறைக்க (பொதுவாக 10%-க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும்), லேசர் அளவுருக்களை (ஆற்றலைக் குறைத்தல் மற்றும் ஸ்கேனிங் வேகத்தை அதிகரித்தல் போன்றவை) கண்டிப்பாகக் கட்டுப்படுத்த வேண்டியது அவசியம்;

• வார்ப்பிரும்பில் உள்ள கந்தகத்துடன் (S) எளிதில் வினைபுரிந்து, குறைந்த உருகுநிலை கொண்ட யூடெக்டிக்கை (Ni₃S₂ போன்றவை) உருவாக்குகிறது, இதன் விளைவாக வெப்ப விரிசல்கள் ஏற்படுகின்றன. வார்ப்பிரும்பு பாகங்களின் முன் பதப்படுத்துதலின் போது மேற்பரப்பு சல்பைடுகள் அகற்றப்படுவதை உறுதி செய்வது அவசியம்.

4. செலவு மற்றும் பயன்பாட்டுச் சூழ்நிலைகள்

சுருக்கம்

• குறைந்த செலவு மற்றும் அதிக தேய்மான எதிர்ப்புத் திறன் விரும்பப்படும்போதும், மேலும் கடுமையான அரிப்பு அல்லது அதிக வெப்பநிலை தேவைப்படாத பணிச் சூழல்களிலும் (சாதாரண இயந்திர பாகங்களைப் பழுதுபார்ப்பது போன்றவை) இரும்பு அடிப்படையிலான தூள் விரும்பப்படுகிறது.

• அரிப்புத் தடுப்பு, வெப்பத் தடுப்பு அல்லது அதிக உறுதித்தன்மை தேவைப்படும்போதும், அதிக செலவுகள் ஏற்றுக்கொள்ளத்தக்கதாக இருக்கும்போதும் (எடுத்துக்காட்டாக, சிறப்புப் பணிச் சூழல்களில் துல்லியமான வார்ப்பிரும்புப் பாகங்களை வலுப்படுத்துதல்), நிக்கல் அடிப்படையிலான தூள் விரும்பப்படுகிறது.