લેસર ક્લેડીંગ માટે આયર્ન-આધારિત પાવડર અને નિકલ-આધારિત પાવડર વચ્ચેનો તફાવત
કાસ્ટ આયર્ન ભાગોના લેસર ક્લેડીંગમાં, આયર્ન-આધારિત પાવડર અને નિકલ-આધારિત પાવડરની પસંદગી ક્લેડીંગ સ્તરના પ્રદર્શન, એપ્લિકેશન દૃશ્યો અને કિંમતને સીધી અસર કરે છે. બંને વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત રચના, કામગીરી, પ્રક્રિયા અનુકૂલનક્ષમતા અને એપ્લિકેશન દૃશ્યોમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે, જે નીચે મુજબ છે:
1. ઘટકોમાં તફાવત
| પાવડર પ્રકાર | મુખ્ય ઘટકો | લાક્ષણિક એલોયિંગ તત્વો |
| આયર્ન આધારિત પાવડર | Fe (સામાન્ય રીતે > 50%) પર આધારિત | ઘણીવાર Cr, Ni, Mo, Si, B, વગેરે હોય છે (જેમ કે Fe-Cr-Ni-Mo સિસ્ટમ, Fe-Si-B સિસ્ટમ) |
| નિકલ આધારિત પાવડર | Ni પર આધારિત (સામાન્ય રીતે સામગ્રી > 50%) | ઘણીવાર Cr, Mo, W, Co, Si, B, વગેરે હોય છે (જેમ કે Ni-Cr-Mo સિસ્ટમ, Ni-Cr-B-Si સિસ્ટમ) |
2. મુખ્ય કામગીરી સરખામણી
૧) યાંત્રિક ગુણધર્મો
આયર્ન આધારિત પાવડર:
• ઉચ્ચ કઠિનતા (HRC 30-60, રચના ગોઠવણ સાથે, ઉચ્ચ Cr, Mo પ્રકાર HRC 50 અથવા તેથી વધુ સુધી પહોંચી શકે છે), સારી વસ્ત્રો પ્રતિકાર;
• તેની તાકાત કાસ્ટ આયર્ન મેટ્રિક્સ (તાણ શક્તિ 500-1000MPa) જેટલી છે, કાસ્ટ આયર્ન સાથે ધાતુશાસ્ત્રની સુસંગતતા વધુ સારી છે, અને ક્લેડીંગ સ્તર અને મેટ્રિક્સ વચ્ચેની બંધન શક્તિ વધારે છે (સામાન્ય રીતે >300MPa);
• મધ્યમ બરડપણું, ઉચ્ચ કઠિનતાવાળા મોડેલોમાં ચોક્કસ તિરાડ સંવેદનશીલતા હોઈ શકે છે (તાણ ઘટાડવા માટે ક્લેડીંગ પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે).
નિકલ આધારિત પાવડર:
• મધ્યમ કઠિનતા (HRC 20-45, નીચા એલોય પ્રકાર નરમ છે, ઉચ્ચ Cr, W પ્રકાર HRC 40-50 સુધી પહોંચી શકે છે), પરંતુ ઉત્તમ કઠિનતા, આયર્ન-આધારિત પાવડર કરતાં વધુ સારી અસર પ્રતિકાર;
• ઉચ્ચ એલોય આયર્ન-આધારિત પાવડર (400-800MPa) કરતાં થોડી ઓછી તાણ શક્તિ, પરંતુ સારી પ્લાસ્ટિસિટી (લંબાઈ>10%, આયર્ન-આધારિત પાવડર સામાન્ય રીતે
• કાસ્ટ આયર્ન સાથે બોન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થ થોડી ઓછી (સામાન્ય રીતે 200-300MPa), પરંતુ ક્રેક સંવેદનશીલતા ઓછી, કોલ્ડ ક્રેક્સ ઉત્પન્ન કરવી સરળ નથી (નિકલની કઠિનતા અને ઓછા તાણ લાક્ષણિકતાઓને કારણે).
2) કાટ પ્રતિકાર
આયર્ન-આધારિત પાવડર: મધ્યમ કાટ પ્રતિકાર. સામાન્ય આયર્ન-આધારિત પાવડર (ઓછો Cr) વાતાવરણીય અને મીઠા પાણીના કાટ સામે સારો પ્રતિકાર ધરાવે છે, પરંતુ એસિડિક અને આલ્કલાઇન વાતાવરણમાં કાટ લાગવાની સંભાવના ધરાવે છે. ઉચ્ચ Cr પ્રકાર (Cr સામગ્રી > 12%) માં કાટ પ્રતિકારમાં સુધારો થયો છે, પરંતુ તે હજુ પણ નિકલ-આધારિત પાવડર જેટલો સારો નથી.
નિકલ-આધારિત પાવડર: ઉત્તમ કાટ પ્રતિકાર, ખાસ કરીને ઊંચા તાપમાન, ભેજવાળા, એસિડિક અને આલ્કલાઇન (જેમ કે કાર્બનિક એસિડ, નબળા આલ્કલી) વાતાવરણમાં (કારણ કે Ni અને Cr એક ગાઢ ઓક્સાઇડ ફિલ્મ બનાવે છે), કાટ લાગતી પરિસ્થિતિઓ માટે યોગ્ય.
૩) ગરમી પ્રતિકાર
આયર્ન-આધારિત પાવડર: સામાન્ય ગરમી પ્રતિકાર, લાંબા ગાળાનું કાર્યકારી તાપમાન સામાન્ય રીતે
નિકલ-આધારિત પાવડર: મજબૂત ગરમી પ્રતિકાર, 600-1000℃ ના ઉચ્ચ તાપમાન વાતાવરણમાં સ્થિર રીતે કામ કરી શકે છે (જેમ કે નિકલ-આધારિત પાવડર જેમાં Cr અને W તત્વો હોય છે, ઉત્તમ એન્ટી-ઓક્સિડેશન અને થર્મલ થાક પ્રતિકાર).
૪) કાસ્ટ આયર્ન મેટ્રિક્સ સાથે સુસંગતતા
આયર્ન-આધારિત પાવડર: કાસ્ટ આયર્ન (Fe-આધારિત) ના થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંકની નજીક (આયર્ન-આધારિત પાવડર લગભગ 11-14×10⁻⁶/℃ છે, કાસ્ટ આયર્ન લગભગ 10-12×10⁻⁶/℃ છે), ક્લેડીંગ દરમિયાન નાનો થર્મલ તણાવ, થર્મલ વિસ્તરણ તફાવતને કારણે ક્રેક કરવું સરળ નથી (ખાસ કરીને જાડા ક્લેડીંગ સ્તર માટે યોગ્ય).
નિકલ-આધારિત પાવડર: થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક પ્રમાણમાં ઊંચો છે (લગભગ 13-16×10⁻⁶/℃), જે કાસ્ટ આયર્નથી થોડો અલગ છે. જાડા ક્લેડીંગ દરમિયાન થર્મલ તણાવને કારણે તેમાં તિરાડ પડવી સરળ છે, જેને પ્રીહિટીંગ, ધીમી ઠંડક અથવા સ્તરવાળી ક્લેડીંગ દ્વારા દૂર કરવાની જરૂર છે.
3. પ્રક્રિયા અનુકૂલનક્ષમતામાં તફાવત
આયર્ન આધારિત પાવડર:
• લેસર પાવર પ્રત્યે ઓછી સંવેદનશીલતા, પીગળેલા પૂલની મધ્યમ પ્રવાહીતા, સપાટ ક્લેડીંગ સ્તર બનાવવા માટે સરળ;
• તેમાં Si અને B જેવા ડિઓક્સિડાઇઝિંગ તત્વો હોય છે, કાસ્ટ આયર્નમાં C અને S જેવી અશુદ્ધિઓ પ્રત્યે ઉચ્ચ સહનશીલતા હોય છે (છિદ્રો ઉત્પન્ન કરવા માટે સરળ નથી);
• ક્લેડીંગ લેયર (ક્લેડીંગ લેયરમાં મિશ્રિત બેઝ મેટલનું પ્રમાણ) ના મંદન દરને નિયંત્રિત કરવું મધ્યમ મુશ્કેલ છે, સામાન્ય રીતે 10%-20% પર નિયંત્રિત થાય છે (ખૂબ વધારે પડતું કઠિનતા ઘટાડી શકે છે).
નિકલ આધારિત પાવડર:
• ઉચ્ચ લેસર શોષણ દર, સારી પીગળેલા પૂલ પ્રવાહીતા (ખાસ કરીને નિકલ-આધારિત પાવડર જેમાં B અને Si હોય છે), પાતળા અને સમાન ક્લેડીંગ સ્તરને પ્રાપ્ત કરવામાં સરળ;
• કાસ્ટ આયર્નમાં C પ્રત્યે સંવેદનશીલ. જો મેટ્રિક્સમાં કાર્બનનું પ્રમાણ વધુ હોય (જેમ કે ગ્રે કાસ્ટ આયર્ન), તો ક્લેડીંગ સ્તરમાં C ના પ્રસારને કારણે બરડ તબક્કાઓ (જેમ કે નેટવર્ક કાર્બાઇડ્સ) બનાવવાનું સરળ બને છે. મંદન દર (સામાન્ય રીતે 10% કરતા ઓછો હોવો જરૂરી છે) ઘટાડવા માટે લેસર પરિમાણો (જેમ કે પાવર ઘટાડવો અને સ્કેનિંગ ઝડપ વધારવી) ને સખત રીતે નિયંત્રિત કરવું જરૂરી છે;
• કાસ્ટ આયર્નમાં સલ્ફર (S) સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ઓછા ગલનવાળા યુટેક્ટિક (જેમ કે Ni₃S₂) બનાવે છે, જેના પરિણામે થર્મલ તિરાડો પડે છે. કાસ્ટ આયર્ન ભાગોની પ્રીટ્રીટમેન્ટ દરમિયાન સપાટીના સલ્ફાઇડ દૂર કરવામાં આવે તેની ખાતરી કરવી જરૂરી છે.
૪. ખર્ચ અને એપ્લિકેશનના દૃશ્યો
| પરિમાણો | આયર્ન આધારિત પાવડર | નિકલ આધારિત પાવડર |
| કિંમત | ઓછું (નિકલ-આધારિત પાવડરના લગભગ 1/3-1/2), ખર્ચ-અસરકારક | ઉચ્ચ (ની ધાતુની ઊંચી કિંમતને કારણે), ઉચ્ચ ખર્ચ દબાણ |
| લાગુ પડતા દૃશ્યો | 1. ઉચ્ચ વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને મધ્યમ કાટ પ્રતિકાર (જેમ કે મશીન ટૂલ માર્ગદર્શિકા રેલ્સ અને રોલર રિપેર) ની જરૂર હોય તેવી કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ; 2. કાસ્ટ આયર્ન ભાગોનું ઓછા ખર્ચે, મોટા જથ્થામાં પરિમાણીય પુનઃસ્થાપન અથવા સપાટી મજબૂતીકરણ; 3. જાડા ક્લેડીંગ સ્તરો (~2mm) માટે આવશ્યકતાઓ (જેમ કે મોટા કાસ્ટ આયર્ન ભાગોનું ઘસારો સમારકામ). | 1. ઉચ્ચ કાટ પ્રતિકાર અને ગરમી પ્રતિકાર (જેમ કે રાસાયણિક સાધનો, ઉચ્ચ-તાપમાન વાલ્વ) જરૂરી કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ; 2. ઉત્તમ કઠિનતા અને અસર પ્રતિકારની જરૂર હોય તેવા દૃશ્યો (જેમ કે ગિયર દાંતની સપાટી, ક્રશર હેમર); 3. પાતળા-દિવાલોવાળા અથવા જટિલ આકારના કાસ્ટ આયર્ન ભાગો (જેમ કે મોલ્ડ, હાઇડ્રોલિક ભાગો) નું ચોકસાઇ ક્લેડીંગ. |
સારાંશ
• આયર્ન-આધારિત પાવડર પસંદ કરવામાં આવે છે: જ્યારે ઓછી કિંમત અને ઉચ્ચ ઘસારો પ્રતિકાર હોય, અને કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓમાં મજબૂત કાટ અથવા ઉચ્ચ તાપમાન (જેમ કે સામાન્ય યાંત્રિક ભાગોનું સમારકામ) ની જરૂર ન હોય.
• નિકલ-આધારિત પાવડર પસંદ કરવામાં આવે છે: જ્યારે કાટ પ્રતિકાર, ગરમી પ્રતિકાર અથવા ઉચ્ચ કઠિનતા જરૂરી હોય, અને વધુ ખર્ચ સ્વીકાર્ય હોય (જેમ કે ખાસ કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓમાં ચોકસાઇવાળા કાસ્ટ આયર્ન ભાગોને મજબૂત બનાવવું).
