Ang Kritikal na Papel ng Powder Morphology sa Laser Cladding
Sa proseso ng laser cladding, ang mga pisikal na katangian ng pulbos ay kasinghalaga ng komposisyon ng kemikal nito. Para sa isang matagumpay na metallurgical bond at isang pare-parehong layer, ang pulbos ay dapat magpakita ng mahusay na flowability at pare-pareho ang pamamahagi ng laki ng butil. Ang mga spherical powder, na karaniwang ginagawa sa pamamagitan ng gas atomization, ay mas gusto dahil pinapaliit ng mga ito ang panloob na friction sa loob ng feeder system. Tinitiyak nito ang tuluy-tuloy na mass flow rate papunta sa laser melt pool, na pumipigil sa mga pagbabago na maaaring humantong sa hindi pantay na kapal o "beading" ng clad track. Kapag ang mga particle ay hindi regular o tulis-tulis, malamang na barado ang mga delivery nozzle at magdulot ng turbulence sa shielding gas, na sa huli ay nagpapakilala ng porosity at binabawasan ang kabuuang density ng protective coating.
Ang pamamahagi ng laki ng butil (PSD) ay gumaganap din ng isang mapagpasyang papel sa pagsipsip ng enerhiya. Karaniwan, ang mga laser cladding powder ay ikinategorya sa loob ng hanay na 45 hanggang 150 micrometers. Ang mga mas pinong particle ay maaaring masyadong mabilis na matunaw o matatangay ng gas stream bago maabot ang substrate, habang ang sobrang magaspang na particle ay maaaring hindi ganap na matunaw, na humahantong sa "hindi natunaw na mga inklusyon" na nagsisilbing stress concentrators. Ang pagkamit ng perpektong balanse sa morpolohiya ay nagsisiguro na ang enerhiya ng laser ay naipamahagi nang pantay-pantay, na nagreresulta sa isang makinis na pagtatapos sa ibabaw na nangangailangan ng kaunting post-process na machining.
Mga Common Alloy System at Ang Kanilang mga Industrial Application
Ang pagpili ng tamang materyal na chemistry ay ang unang hakbang sa pag-angkop ng isang bahagi para sa mga partikular na hamon sa kapaligiran gaya ng matinding init, abrasion, o chemical attack. Laser cladding powders ay karaniwang nakagrupo sa apat na pangunahing pamilya: iron-based, nickel-based, cobalt-based, at carbide-reinforced composites. Nag-aalok ang bawat system ng mga natatanging pakinabang depende sa compatibility ng substrate at ang nais na sukatan ng pagganap ng huling bahagi.
| Kategorya ng Powder | Mga Pangunahing Katangian | Karaniwang Aplikasyon |
| Iron-Based | Matipid sa gastos, mahusay na paglaban sa pagsusuot | Hydraulic cylinders, shafts |
| Nikel-Batay | Napakahusay na kaagnasan at paglaban sa init | Mga balbula, mga tubo ng boiler, mga bahagi ng dagat |
| Batay sa Cobalt (Stellite) | Mataas na temperatura na tigas, nakakapanghinang pagtutol | Mga blades ng turbine, mga balbula ng engine |
| Tungsten Carbide (WC) | Sobrang tigas at proteksyon sa pagguho | Mga drills sa pagmimina, mga tool sa langis at gas |
Iron-Based Powder para sa Economic Restoration
Ang mga pulbos na nakabatay sa bakal ay ang mga workhorse ng industriya ng remanufacturing. Ang mga ito ay madalas na ginagamit upang ibalik ang mga pagod na sukat sa mga bahagi ng carbon steel. Dahil ang kanilang mga thermal expansion coefficient ay katulad ng maraming pang-industriya na bakal, ang panganib ng delamination o pag-crack sa interface ay makabuluhang mas mababa kumpara sa mga kakaibang haluang metal. Ang mga pulbos na ito ay madalas na pinaghalo ng chromium at silicon upang magbigay ng pangunahing paglaban sa oksihenasyon at pinahusay na pagkalikido sa panahon ng pagtunaw.
Nickel at Cobalt Alloys para sa Malupit na Kapaligiran
Para sa mga bahaging gumagana sa mga agresibong kemikal na kapaligiran o sa mga temperaturang lampas sa 600°C, ang nickel at cobalt-based na mga pulbos ay mahalaga. Ang mga alloy na nakabatay sa nikel tulad ng Inconel 625 ay nagbibigay ng matatag na hadlang laban sa pitting at crevice corrosion. Ang mga haluang metal na nakabase sa cobalt, na kadalasang tinutukoy bilang mga materyal na uri ng Stellite, ay nagpapanatili ng kanilang katigasan kahit na sa pulang init, na ginagawa itong pamantayan sa industriya para sa mga bahagi ng aerospace turbine at mga high-pressure na steam valve.
Mga Istratehiya sa Pag-optimize para sa Paggamit ng Powder
Upang i-maximize ang kahusayan ng laser cladding at bawasan ang materyal na basura, dapat tumuon ang mga operator sa "catchment efficiency"—ang ratio ng pulbos na matagumpay na naisama sa melt pool kumpara sa kabuuang halaga na na-spray. Ang mga de-kalidad na pulbos na sinamahan ng tumpak na pagkakahanay ng nozzle ay maaaring makabuluhang bawasan ang "overspray" na humahantong sa pagtaas ng mga gastos. Higit pa rito, ang pag-iimbak at paghawak ng mga pulbos na ito ay kritikal upang maiwasan ang kontaminasyon at pagsipsip ng moisture, na maaaring humantong sa pagkawasak ng hydrogen o gas porosity sa natapos na clad layer.
- Paunang pagpainit ang pulbos o substrate upang mabawasan ang mga thermal gradient at maiwasan ang pag-crack sa mga high-carbon na materyales.
- Gumagamit ng mga espesyal na "cermet" na pulbos (ceramic-metallic) upang pagsamahin ang tibay ng isang metal matrix sa katigasan ng mga ceramic na particle.
- Regular na pag-calibrate ng powder feeder para matiyak ang pare-parehong rate ng feed (g/min) para sa mga nauulit na resulta sa malalaking batch.
- Pagpapatupad ng vacuum drying para sa mga pulbos na nalantad sa halumigmig, tinitiyak ang pag-aalis ng mga depekto na dulot ng singaw.
Sa pamamagitan ng pag-unawa sa interplay sa pagitan ng powder chemistry, morphology, at mga parameter ng laser, makakamit ng mga manufacturer ang higit na mahusay na mga katangian sa ibabaw na nagpapahaba ng buhay ng serbisyo ng kritikal na imprastraktura. Kung ito man ay para sa additive na pagmamanupaktura ng mga bagong bahagi o sa pagkukumpuni ng mamahaling makinarya, ang pagpili ng laser cladding powder ay nananatiling pinakamaimpluwensyang salik sa tibay at kalidad ng huling produkto.
