Analisi di i tipi di materiali è di e so caratteristiche adatte per a tecnulugia di tempra laser

I. Materiali metallichi ferrosi (attualmente l'applicazione più diffusa)

1. Acciaiu à mediu è altu carbone (cuntenutu di carbone 0,3% ~ 0,8%), materiali tipici:

45 acciaio (acciaiu strutturale à mediu carbone di alta qualità), designatu cum'è S45C in i standard JIS, ASTM 1045/080M46, è DIN C45, hè un acciaio strutturale à carbone di prima qualità cù a seguente cumpusizione chimica: 0,42-0,50% carbone (C), 0,17-0,37% siliciu (Si), 0,50-0,80% manganese (Mn), è ≤0,25% cromu (Cr). Stu materiale versatile dimostra una eccellente lavorabilità à fretu/caldu, proprietà meccaniche superiori, rentabilità è ampia dispunibilità, rendendulu largamente utilizatu in applicazioni industriali. Tuttavia, a so limitazione principale stà in a bassa temprabilità, rendendulu inadattu per a fabricazione di cumpunenti chì richiedenu grandi dimensioni di sezione trasversale o standard di alta precisione.

Acciaiu T8: Un acciaio per utensili à u carbone eutectoide chì presenta una durezza elevata è una resistenza à l'usura dopu a tempra è u rinvenimentu, ancu s'ellu hà limitazioni cumprese una bassa temprabilità à caldu, una scarsa temprabilità è una suscettibilità à a deformazione per surriscaldamentu durante a lavorazione. Stu materiale hè cunforme à i standard di a serie GB/T 1298, cuntenendu un cuntenutu di carbone trà 0,75% è 0,84%, ciò chì u rende adattatu per a fabricazione di stampi di formatura à fretu di forma simplice è utensili da taglio. U prucessu di tempra richiede un raffreddamentu à acqua à 780-800 ℃ °C, mentre chì u rinvenimentu sopra i 250 ℃ °C garantisce a stabilità dimensionale. Tuttavia, ùn hè micca cunsigliatu per applicazioni chì richiedenu resistenza à u caricu d'impattu.

Acciaiu 65Mn: Un pruduttu d'acciaiu per molle cù alta resistenza dopu u trattamentu termicu è l'indurimentu à trafilatura à fretu, chì offre una bona flessibilità è plasticità. In cundizioni di superficia identiche è indurimentu cumpletu, u so limite di fatica currisponde à quellu di e molle in lega à cinque culori. Tuttavia, per via di a scarsa temprabilità, hè principalmente adupratu per molle di piccule dimensioni cum'è molle di regulazione di a pressione/velocità, molle di misurazione di a forza, molle elicoidali circulari/rettangolare meccaniche generali, o molle d'acciaiu trafilate à filu per piccule macchine. Effettu di indurimentu: A durezza superficiale righjunghje 55-65 HRC cù una prufundità di stratu induritu 0,2 ~ 1,5 mm, cù una struttura martensitica uniforme è una resistenza à l'usura significativamente migliorata (per esempiu, a durata di vita à l'usura di l'acciaiu 45 aumenta 4-6 volte dopu a tempra). Adattu per ingranaggi, perni è cumpunenti di l'alberi. Meccanismu: Un cuntenutu di carbone sufficiente forma una martensite abbundante, chì subisce una austenitizazione cumpleta durante u riscaldamentu laser rapidu è ottiene una trasfurmazione di fase cumpleta per mezu di a tempra autoraffreddata.

2. Acciaiu strutturale in lega (aghjunghje Cr, Ni, Mo è altri elementi), materiali tipici:

40Cr: (40Cr rientra in a categuria di "acciaiu strutturale in lega" cum'è definitu in GB3077. Questu acciaio cuntene 0,37%-0,44% di carbone, ligeramente menu di l'acciaiu 45, cù un cuntenutu paragunabile di Si è Mn. Cuntene 0,80%-1,10% di Cr. In l'applicazioni laminate à caldu, questu cuntenutu di 1% di Cr hè essenzialmente inefficace, postu chì i dui gradi mostranu proprietà meccaniche simili. Datu chì 40Cr costa circa a metà di l'acciaiu 45, e cunsiderazioni ecunomiche portanu spessu à aduprà l'acciaiu 45 quandu hè pussibule.

35CrMo: 35CrMo hè un codice di specificazione per l'acciaiu strutturale in lega (acciaiu in lega tempratu è temperatu), currispondente à a norma tedesca 1.7220, a norma britannica 708A37, a norma francese 35CD4, ecc., in cunfurmità cù GB/T 3077-2015. Hà un equivalente di carbone di 0,72%, una scarsa saldabilità chì richiede misure di preriscaldamentu. Questu acciaio presenta una alta resistenza statica è tenacità à l'impattu, cù una resistenza à a trazione ≥985MPa è una resistenza à u snervamentu ≥835MPa, capace di resiste à temperature di funziunamentu à longu andà finu à 500 ℃. Hè adattatu per a fabricazione di cumpunenti meccanichi à carichi elevati cum'è scatule di cambiu, alberi motore, bielle è mandrini di turbine à vapore in laminatoi.

20CrMnTi: Un acciaio carburatu cù un cuntenutu di carbone di 0,17%-0,24%, cumunimenti utilizatu in a fabricazione automobilistica per ingranaggi di trasmissione. Cum'è acciaio carburatu à media indurimentu (Cr-Mn-Ti), dimostra una temprabilità eccezziunale mantenendu una alta tenacità à l'impattu à bassa temperatura. Specificamente cuncipitu per l'indurimentu per carburazione superficiale, questu acciaio presenta una eccellente macchinabilità cù una deformazione minima è una resistenza à a fatica eccezziunale. E so applicazioni principali includenu a fabricazione di cumpunenti di l'alberi, parti di u pistone è cumpunenti specializati per automobili è aerei.

Effettu di stinzione: A durezza pò ghjunghje à 60 ~ 70 HRC, a prufundità di u stratu induratu 0,3 ~ 2 mm, l'elementi di lega migliuranu a temprabilità è a resistenza à a corrosione (cum'è l'ingranaggi 35CrMo dopu à a tempra a resistenza à a fatica hè aumentata di 30%).

Nota: L'altu cuntenutu di lega pò riduce u tassu d'assorbimentu di u laser, dunque hè necessariu migliurà l'efficienza d'assorbimentu di l'energia per mezu di un trattamentu d'annerimentu (cum'è a fosfatazione è u rivestimentu).

3. Ghisa (ghisa grisgia, ghisa duttile), materiali tipici:

HT300: hè un tipu di perlite di ghisa grisgia d'alta resistenza, implementa a norma naziunale GB 9439-88, u so nome "HT" rapprisenta a ghisa grisgia, "300" indica chì a resistenza minima à a trazione di una barra di prova di 30 mm di diametru hè 300 MPa.

QT600-3: QT600-3 hè una ghisa duttile à corpu perliticu, cù resistenza media è alta, tenacità è plasticità medie, alte prestazioni cumplete, bona resistenza à l'usura è smorzamentu di vibrazioni, bone caratteristiche di u prucessu di fusione. Pò cambià e so proprietà attraversu diversi trattamenti termichi.

Effettu di stinzione: A durezza superficiale pò ghjunghje à 45 ~ 55 HRC, a prufundità di u stratu induritu 0,1 ~ 0,8 mm, è a struttura di martensite + austenite residuale hè furmata intornu à a fase di grafite, chì migliora a capacità di anti-macinazione (per esempiu, u coefficientu di attritu di a guida di a macchina utensile dopu a tempra hè riduttu di 20%).

II. Metalli non ferrosi è e so leghe (campi d'applicazione emergenti)

1. Lega di titaniu (Ti-6Al-4V, ecc.)

A lega di titaniu si riferisce à una varietà di leghe fatte cù titaniu è altri metalli. U titaniu hè un metallu strutturale impurtante sviluppatu in l'anni 1950, a forza di a lega di titaniu, a resistenza à a corrosione, l'alta resistenza à u calore.

Caratteristiche di indurimentu: U riscaldamentu laser prumove a furmazione di martensite supersaturata nantu à a superficia, è a durezza hè aumentata da 300 HV à 500 ~ 600 HV, mantenendu una bona tenacità (adatta per u rinforzu di e pale di i motori aeronautici).

  Difficultà tecnica: A lega di titaniu hà una alta riflettività laser (circa 70%), dunque si deve aduprà un pretrattamentu superficiale (cum'è a sabbiatura) o un laser ultraviolettu (lunghezza d'onda 355 nm, riflettività inferiore à 30%).

2. Lega d'aluminiu (serie 2xxx, serie 7xxx)

Questu hè un materiale di lega à basa d'aluminiu chì cuntene elementi aghjunti cum'è u rame, u siliciu, u magnesiu, u zincu è u manganese. Attraversu l'aghjustamenti di u rapportu di l'elementi, forma a serie da 1XXX à 8XXX chì copre l'aluminiu puru industriale è e leghe d'aluminiu-rame. U so sistema di codice di statu hè basatu annantu à cinque stati fundamentali, cumpresi F (machinazione libera) è O (ricottura), cù codici dettagliati cum'è T6 chì permettenu un cuntrollu precisu di e proprietà di resistenza à a corrosione è di resistenza à a resistenza à a corrosione.

Meccanismu di stinzione: U rinfurzamentu di a suluzione solida hè ottenutu per via di u riscaldamentu rapidu di u laser, è a fase precipitata metastabile hè furmata dopu l'autoraffreddamentu (per esempiu, a durezza di a lega d'aluminiu 7075 aumenta da 150 HV à 220 HV dopu a tempra).

Limitazioni di l'applicazione: A lega d'aluminiu hà una forte cunduttività termica (a cunduttività termica hè di circa 200 W/m K), hè necessariu un laser d'alta putenza (≥2 kW) per assicurà l'efficienza di u riscaldamentu, è hè faciule pruduce una deformazione da stress termicu.

3. Leghe di stagnu (ottone, bronzu)

Questa hè una lega cumposta di rame puru cù unu o più elementi supplementari. Applicazioni: Indurimentu superficiale di cumpunenti resistenti à l'usura (per esempiu, cuscinetti, valvole). Dopu a tempra laser, a superficia forma una struttura nanocristallina, aumentendu a durezza da 15% à 30%. Tuttavia, a temperatura di riscaldamentu deve esse cuntrullata per impedisce l'ammorbidimentu di a matrice di rame.

III. Materiali Funziunali Speciali

1. Materiali di metallurgia di e polveri (per esempiu, cumpunenti di metallurgia di e polveri à basa di ferru è di rame) Vantaghji: A struttura porosa pò almacenà oliu lubrificante, cù a superficia chì diventa più densa dopu a tempra laser. A durezza aumenta da 20-30 HRC à 50-55 HRC, rendenduli adatti per cuscinetti autolubrificanti.

2. Materiali di Rivestimentu di Superficie (per esempiu, rivestimenti à spruzzatura termica è strati di rivestimentu) Applicazioni Tipiche: Dopu à a tempra laser di i rivestimenti WC-Co spruzzati nantu à e superfici di l'acciaiu à u carbonu, si forma una struttura cumposta "matrice di martensite + fase di carburo cementatu", chì ottene una durezza superiore à 1000 HV. Quessi materiali sò aduprati in cumpunenti resistenti à l'usura di e macchine minerarie.

IV. Materiali inadatti per a tempra laser

Acciaiu à bassu cuntenutu di carbone (cuntenutu di carbone A causa di un cuntenutu insufficiente di carbone, a trasfurmazione martensitica hè minima, ciò chì porta à effetti di indurimentu debuli (aumentu di durezza

Acciaiu inox austeniticu puru (per esempiu, 316L): Manca a capacità di trasfurmazione martensitica. U riscaldamentu laser provoca solu incrudimentu cù un miglioramentu limitatu di a durezza (circa 15% -20%).