تعمیر لیزر تیغه تک کریستال
تعمیر لیزر تیغه تک کریستال
پارامترهای فرآیند کلیدی برای کنترل کریستالیزاسیون تک کریستالی یا جهت دار، کنترل نرخ خنک کننده و گرادیان دمای حوضچه مذاب است., که در آن سرعت سرد شدن شکل حوضچه مذاب را تعیین می کند و گرادیان دما جهت رشد تبلور را در طول انجماد حوضچه مذاب تعیین می کند.. هر دوی این پارامترهای فرآیند را می توان در زمان واقعی با استفاده از نظارت بر استخر ذوب و پردازش تصویر گرفته و اندازه گیری کرد..
پس زمینه پروژه
با بهبود مستمر صنعت هوافضا برای عملکرد موتور هوا و الزامات نسبت رانش به وزن, دمای کار اجزای داغ موتور هوا بیشتر افزایش یافته است, و الزامات عملکرد آلیاژ بیشتر و بالاتر شده است. آلیاژهای با دمای بالا مبتنی بر نیکل به تدریج به تک کریستالی با عملکرد بهتر در دمای بالا تبدیل شده اند., مانند Rene N5, CMSX-4, DD432, و غیره.
و اکنون به نسل پنجم آلیاژهای تک کریستالی با دمای بالا مبتنی بر نیکل توسعه داده اند., با هر نسل از آلیاژهای با دمای بالا همراه با توسعه مواد، چالش فرآیند تولید نیز وجود دارد., نحوه استفاده از فناوری رسوب مستقیم فلز برای تحقق بخشیدن به تعمیر و شکل دهی مستقیم قطعات تک کریستالی به تدریج در حال تبدیل شدن به یک کانون تحقیقاتی است., و چگونگی اطمینان از خواص تک کریستالی آن و جلوگیری از تولید کریستال های سرگردان در فرآیند تعمیر و شکل گیری بزرگترین چالش است.. این نیاز را می توان با استفاده از فناوری روکش لیزری محقق کرد.
نمونه پروژه
نشان داده شد که اسکن میکروسکوپ الکترونی EBSD از سطوح مقطع مواد آلیاژی تک‌بلور با پوشش همجوشی تک لایه نشان می‌دهد که سازمان‌دهی کریستالی جهتی که رشد همپایی کریستال‌های زیرلایه را ادامه می‌دهد، می‌تواند در بیشتر نواحی قسمت پایینی تشکیل شود. لایه پوشش داده شده با همجوشی (ناحیه آبی رنگ در شکل زیر, رنگ نشان دهنده جهت رشد کریستالی است);
سازمان‌دهی کریستالی ناهمگن با جهت‌گیری‌های مختلف می‌تواند در سطح بالایی لایه روکش مذاب تشکیل شود. (مناطق رنگی);
از مشاهدات فوق, می توان نتیجه گرفت که در روکش چند لایه, لایه روکش باید دارای عمق ذوب کافی برای ذوب مجدد ناحیه هتروکریستالی لایه بعدی باشد تا یک سازمان کریستالی تک کریستالی یا جهت دار به طور مداوم در حال رشد باشد..
سطح مقطع لایه روکش
نتایج فناوری مواد تک کریستال ذوب لیزری
پارامترهای فرآیند کلیدی برای کنترل کریستالیزاسیون تک کریستالی یا جهت دار، کنترل نرخ خنک کننده و گرادیان دمای حوضچه مذاب است., که در آن سرعت سرد شدن شکل حوضچه مذاب را تعیین می کند و گرادیان دما جهت رشد تبلور را در طول انجماد حوضچه مذاب تعیین می کند.. هر دوی این پارامترهای فرآیند را می توان در زمان واقعی با استفاده از نظارت بر حوضچه مذاب و پردازش تصویر اندازه گیری و اندازه گیری کرد. از طریق تست روکش فلزی تک عنصر, امکان سنجی روکش فلزی, ثبات فرآیند, اثر روکشی تیغه تک عنصری, از جمله تغییر شکل, و وجود یا عدم وجود نقص تایید شد, و کمک هزینه ماشینکاری و تغییر شکل از طریق تعمیر پس از روکش و غیره تایید شد.
شکل گرادیان دمای حوضچه مذاب
استفاده از مواد پودری مبتنی بر نیکل, آزمایشات روی DD432 با نتایج خوبی انجام شد, و آزمایش های توسعه فرآیند بر روی تیغه های تک کریستال DD432 انجام شد. ضخامت هر قسمت از نوک تیغه تک کریستال تفاوت خاصی دارد, ضخیم تر, طول مفصل اپیتاکسیال جهت دار دشوارتر است, عمدتا برای لایه ذوب ضخامت تک کانال, الزامات فرآیند دقیق تر است, هر چه محدوده پنجره فرآیند کوچکتر باشد. پس از تحقیق بهینه سازی فرآیند, نتایج زیر از ذوب لیزری مواد تک کریستال به دست آمد:
1. دستیابی به حداکثر عرض ذوب تک پاس 1.8 میلی متر و انباشته شدن مداوم تا 10 میلی متر در ارتفاع;
2. محدوده قابل تنظیم ضخامت تک لایه از 0.15 به 0.5 میلی متر;
3、مقدار بلورهای ناهمگن در دو طرف کمتر از 10%;
4、خاصیت کششی درجه حرارت بالا رابط اتصال در 800 درجه سانتیگراد می رسد 91% از مواد پایه, و استحکام لایه مذاب کمتر از 91% از مواد پایه.
DD432 اپیتاکسیال یک رابط اتصال طولانی دارد
DD432 اپیتاکسیال طول اسپلایس Rene142 سطح مقطع نمای کامل
>>قاب فیوز تیغه تک کریستال
ظاهر لایه روکش مذاب صاف و متراکم است, بدون عیوب مانند ترک و سوراخ قابل مشاهده با چشم غیر مسلح. از آنجایی که فرآیند ذوب و روکش فلزی از دو فرآیند متفاوت استفاده می کند, یک ناحیه اتصال آشکارتر در محل اتصال فرآیندهای مختلف ذوب و روکش تشکیل می شود.