高速钢表面焊丝激光熔覆工艺及熔覆层性能研究(上海供应6542高速钢,低价供应(图))
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高速钢表面焊丝激光熔覆工艺及熔覆层性能研究
【摘要】：为实现高硬焊丝激光熔覆对高速钢刀具进行修复的目的,本文采用Nd:YAG脉冲激光器,利用966T高硬度焊丝在M2高速钢基材表面进行激光熔覆试验。
研究了激光熔覆工艺参数对熔覆层横截面几何形貌以及稀释率的影响规律并通过正交试验对工艺参数进行了优化选择；对高速钢表面焊丝激光熔覆层的化学成分、组织形貌、显微硬度、常温硬度和红硬度、摩擦学特性等进行了试验研究和理论分析,验证了利用高硬焊丝在高速钢表面进行激光熔覆获得满足刀具切削要求涂层的可行性,为高速钢刀具的激光熔覆修复提供理论基础。
单道激光熔覆试验表明,工艺参数通过影响激光热输入量实现对熔覆层几何形貌的影响,随着激光电流、脉冲宽度的增加熔覆层厚度减小,熔深、熔宽增大；随着扫描速度的增大,熔宽、熔深有上升的趋势,但当扫描速度高于100mm/min时,由于能量密度降低以及热量损失增大,熔宽趋于平稳,熔深开始显著减小；随着镜头离焦量的增加,熔宽先增后减,熔深显著减小,熔覆层厚度变化不明显。
正交试验结果显示,离焦量对稀释率的影响趋势最大,在α0.005水平上显著；激光电流、脉冲宽度均对稀释率的影响趋势在α0.05的水平上显著；扫描速度对稀释率的影响趋势最小,在α0.1的水平上仍不显著。
利用正交试验以稀释率的最小值为选择标准,对焊丝激光熔覆工艺参数组合进行优化选择,获得的优选工艺参数为电流、脉宽、离焦量、扫描速度分别为130A或135A、4.5ms、2mm、195mm/min。
熔覆层形貌观察表明,单道熔覆层横截面由于脉冲激光作用显著分层,上层为重复熔化区,主要由密集分布的等轴晶和树枝晶组成,下层为单次熔化区,主要为柱状树枝状晶；多道熔覆层表面呈鱼鳞状形貌,各脉冲点区域存在明显的边界。
硬度分析表明,试样截面内部存在4个硬度值分布区域,其中以熔合线附近区域的显微硬度值最大,表层区域硬度值最小,估算熔覆热影响区大小在150-200μm之间；熔覆层的样洛氏硬度和红硬性均低于高速钢基材,但仍在HRC60以上,满足金属切削刀具硬度要求,证明了高速钢表面高硬焊丝激光熔覆修复刀具的可行性。
摩擦磨损试验表明,与硬度较低的GCrl5磨头进行往复摩擦试验时,熔覆层摩擦状态不如高速钢基材稳定,两者的磨损形式均为粘着磨损；与高硬度硬质合金磨头进行往复摩擦试验时,由于熔覆层表面具有硬脆倾向,使其磨损形式同时存在粘着磨损与磨料磨损,通过测量磨损失重量可得高速钢基材与熔覆层耐磨性相近,表明熔覆层的耐磨性满足高速钢刀具修复的需要。
上海供应6542高速钢,低价供应(图)
常见的普通高速钢有两种,钨系高速钢和钨钼系高速钢。
钨系高速钢：典型牌号为w18cr4v,热处理硬度可达63-66hrc,抗弯强度可达3500mpa,可磨性好。
钨钼系高速钢：典型牌号为w6mo5cr4v2,目前正在取代钨系高速钢,具有碳化物细小分布均匀,耐磨性高,成本低等一系列优点。
热处理硬度同上,抗弯强度达4700mpa,韧性及热塑性比w18cr4v提高50％。
常用于制造各种工具,例如钻头,铣刀,丝锥,铰刀,拉刀,齿轮刀具等,可以满足一般工程材料的要求。
钳工常用的刀具材料有高速钢和
1、使用无机粘合剂必须选择好接头的结构形式，尽量使用。
金刚石是目前世界上已发现的最硬的一种材料。
金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性等性能，在有色金属和非金属加工中得到广泛的应用，尤其在铝和硅铝合金高速切削加工中，如轿车发动机缸体、缸盖、变速箱和各种活塞等的加工中，金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具。
超硬刀具材料_近年来，由于数控机床的普及和数控加工技术的高速发展，可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具的应用日渐普及。
金刚石刀具现在和将来都是数控加工中不可缺少的重要刀具。
立方氮化硼(CBN)立方氮化硼是氮化硼的同素异构体，其结构与金刚石相似，硬度高达8000～9000HV，耐热度达1400℃，耐磨性好。
近年来开发的多晶立方氮化硼(PCBN)是在高温高压下将微细的CBN颗粒通过结合相烧结在一起的多晶材料，既能胜任淬硬钢(4565HRC)、轴承钢(6064HRC)、高速钢(6366HRC)、冷硬铸铁的粗车和精车，又能胜任高温合金、热喷涂材料、硬质合金及其他难加工材料的高速切削加工。
陶瓷刀具是最有发展潜力的刀具之一，目前已引起世界工具界的重视。
在工业发达的德国，约70%加工铸件的工序是由陶瓷刀具来完成的，而日本陶瓷刀具的年消耗量已占刀具总量的8%10%。
超硬刀具材料_由于数控机床、高效无污染切削、被加工材料硬等因素，迫使刀具材料必须更新换代，陶瓷刀具正是顺乎潮流，不断改革创新，在Al2O3陶瓷基体中添加20%30%的SiC晶液制成晶须增韧陶瓷材料，SiC晶须的作用犹如钢筋混凝土中的钢筋，它能成为阻挡或改变裂纹扩展方向的障碍物，使刀具的韧性大幅度提高，是一种很有发展前途的刀具材料。
为了提高纯氧化铝陶瓷的韧性，加入含量小于10%的金属，构成所谓金属陶瓷，这类刀具材料具有强大的生命力，正以强劲势头向前发展，也许将来会自成一系，成为刀具材料家族新成员。
超硬刀具材料_陶瓷刀具的主要原料是Al2O。
2、碳化物等，它们是地壳中最富足的资源，发展此类刀具不存在原料来源问题。
因此，开发应用陶瓷刀具有重要的战略意义和深远的历史意义。
由于切削加工机床和切削技术的突飞猛进，迫使刀具被动式同步。
刀具材料的发展趋势，是向着高效率、高速度、高寿命方向发展。
在各种刀具材料的发展中，硬质合金(包括涂层硬质合金)一枝独秀；HSS将进一步萎缩；HSS-E增幅缓慢；HSS-PM将有长足的进步；DH还会继续膨胀扰乱市场，不过好景不长；超硬刀具材料有广阔的发展空间，将继续扩大应用比例。
形成了以硬质合金为主线，各种材料既有独特的优点和应用范围，又互相发展、互相竞争，又相互有所取代补充的整体格局。
金刚石具有极高的硬度和耐磨性，其显微硬度可达10000HV，是刀具材料中最硬的材料。
同时它的摩擦系数小，与非铁金属无亲和力，切屑易流出，热导率高，切削时不易产生积屑瘤，加工表面质量好。
超硬刀具材料_能有效地加工非铁金属材料和非金属材料，如铜、铝等有色金属及其合金、陶瓷、末烧结的硬质合金、各种纤维和颗粒加强的复合材料、塑料、橡胶、石墨、玻璃和各种耐磨的木材（尤其是实心木和胶合板等复合材料）。
700℃～800℃时容易碳化，故不适于加工钢铁材料。
超硬刀具材料_因为在高温下铁原子容易与碳原子作用而使其转化为石墨结构。
此外，用它切削镍基合金时，同样也会迅速磨损。
CBN的硬度仅次于金刚石（可达8000HV～9000HV），并且热稳定性高（达1250℃～1350℃），对铁族元素化学惰性大，抗粘结能力强，而且用金刚石砂轮即可磨削开刃，故适于加工各种淬硬钢、热喷涂材料、冷硬铸铁和35HRC以上的钴基和镍基等难切削材料。
高速隔离墩钢模具，水泥隔离墩是用于高速高铁上，这种水泥隔离墩使用比较广泛，同时每年的销量不断地增加，已经成为了整个市场上最重要的一部分。
高速隔离墩钢模具工业快速增长是持续、协调、均衡发展的,带动模具工业产业升级,由量变向质变跃升积累了巨大能量。
效益的增长是远远快于产销的增长的,而产销的增长并不能一直伴随着效益的同步,这与模具产业的技术含量有关。
随着电子信息产业的蓬勃发展和传统产业的信息化改造,塑料模具市场的前景一片广阔,全球高档、精密塑料模具市场呈现供不应求的局面。
面对市场的激烈竞争，作为厂家也在不断地快速发展中，厂家不断地改革创新，引进先进技术，不断地满足了市场的发展，成为了市场上最关键的。
隔离带本身所指向的就是隔离不同方向行驶的车辆的植被地带，但是植被地带需要一些水泥制品来围起来，所以隔离带模具成为了市场上比较常用的，隔离墩模具指的是水泥墩，拼凑成为了高速高铁上不可缺少的水泥隔离带。
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更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.涂层刀具是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面上，利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物（也可涂覆在陶瓷、金刚石和立方氮化硼等超硬材料刀片上）而制备的。
涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，从而减少了基体的磨损。
涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦系数小和热导率低等特性，切削时可比未涂层刀具寿命提高35倍以上，提高切削速度20%70%，提高加工精度0.51级，降低刀具消耗费用20%50%。
涂层刀具已成为现代切削刀具的标志，在刀具中的使用比例已超过50%。
切削加工中使用的各种刀具，包括车刀、镗刀、钻头、铰刀、拉刀、丝锥、螺纹梳刀、滚压头、铣刀、成形刀具、齿轮滚刀和插齿刀等都可采用涂层工艺来提高它们的使用性能。
涂层刀具有四种：涂层高速钢刀具，涂层硬质合金刀具，以及在陶瓷和超硬材料（金刚石或立方氮化硼）刀片上的涂层刀具。
在陶瓷和超硬材料刀片上的涂层是硬度较基体低的材料，目的是为了提高刀片表面的断裂韧度（可提高10%以上），可减少刀片的崩刃及破损，扩大应用范围。
Ti-Al-X-N新型涂层技术是利用气相沉积方法在高强度工具基体表面涂覆几微米高硬度、高耐磨性难熔Ti-Al-X-N涂层，从而达到减少刀具磨损，延长寿命，提高切削速度的目的。
它是高档数控机床与基础制造装备国家重大专项课题取得的重要成果。
近十几年来，随着涂覆技术的进步，硬质合金也可采用PVD法。
国外还用PVD/CVD相结合的技术，开发了复合的涂层工艺，称为PACVD法（等离子体化学气相沉积法）。
即利用等离子体来促进化学反应，可把涂覆温度降至400℃以下（涂覆温度已可降至180℃200℃），使硬质合金基体与涂层材料之间不会产生扩散、相变或交换反应，可保持刀片原有的韧性。
据报道，这种方法对涂覆金刚石和立方氮化硼（CBN）超硬涂层特别有效。
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