Laserowe modyfikowanie warstwy wierzchniej stali narzędziowych z powłokami galwanicznymi chromu i niklu

• Autorzy: Borecki P. , Młynarczak A. , Piasecki A.

Warianty tytułu

EN

Laser modification of surface layer of tool steels with galvanic coating of chromium and nickel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem prowadzonych badań jest jednoczesne zwiększenie odporności wy-branych, szczególnie narażonych powierzchni wyrobu stalowego na koro-zję, zużycie przez tarcie, działanie agresywnych związków chemicznych oraz utlenianie w podwyższonej temperaturze. Pozwoli to np. wyeliminować w niektórych zastosowaniach objętościową obróbkę cieplną stalowych wyrobów oraz znacznie zwiększyć przyczepność wytworzonej warstwy powierzchniowej w porównaniu z przyczepnością powłoki galwanicznej. W niniejszej pracy badano mikrostrukturę, twardość, grubość i skład chemiczny warstw powierzchniowych wytworzonych na próbkach ze stali 102Cr6, C90U i X165Crl2 z galwanicznymi powłokami chromu i niklu po nagrzewaniu wiązka laserową. Grubość powłok galwanicznych chromu wynosiła 65 urn, a niklu 100 urn. Nagrzewanie wykonano za pomocą lasera technologicznego C02 - TLF 2600 Turbo firmy TRUMPF o mocy znamionowej 2600 W. Wiązkę laserową powadzono wzdłuż linii prostej z szybkością 2,5 m/min. Zastosowano trzy wartości mocy wiązki laserowej odpowiednio: 0,6; 1,2 i 1,8 KW. Wskutek zachodzących procesów grzania i chłodzenia w warstwie powierzchniowej nastąpiły przemiany fazowe z utworzeniem martenzytycznej strefy utwardzonej od strony podłoża i strefy znacznie wzbogaconej w chrom lub nikiel od strony powierzchni. Twardość stref w zależności od gatunku stali, rodzaju powłoki i mocy wiązki laserowej mieściła się w granicach od 200 do 900 HV0,05, a grubość od 0,2 do 1,2 mm.

EN

The aim of the research is to increase the resistance of chosen surfaces of a steel product particularly liable to corrosion, friction wear and aggressi-ve chemicals working, as well as oxidation at increased temperaturę. It will enable to eliminate, in some applications, fuli hardening of steel products and significantly increase the adhesion of the produced surface layer in comparison with the adhesion of the galvanic coating. In the following study the chemical composition, microstructure, hardness and thickness of the surface layers produced on the samples of 102Cr6, C90U and X165Crl2 steels with galvanic coatings of chromium and nickel after laser beam heating was tested. The thickness of galvanic coatings of chromium was 65 um and nickel 100 um. The heating was performed with the use of technological laser C02 - TLF 2600 Turbo, TRUMPF make, of nominał power 2600 W. The laser beam was directed (scan) along the straight linę with the speed of 2.5 m/min. Three values of laser beams were applied, accordingly: 600, 1200 and 1800 W. As a result of the heating and cooling processes occurring in the surface layers, phase transformations took place leading to the creation of martensitic hardened zonę at the base and a zonę significantly enriched with chromium or nickel at the surface. Hardness of zones depends on the kind of steel, coating and power of the laser beam and was within the rangę 200 to 900 HV0.05 while thickness from 0.2 to 1.2 mm.

Słowa kluczowe

PL

odporność na korozję; mikrostruktura; twardość; stal 102Cr6; stal C90U; stal X165Cr12; galwaniczne powłoki chromu i niklu; nagrzewanie wiązką laserową

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 30, nr 6
• Strony: 498--500
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Borecki P.

autor

Młynarczak A.

autor

Piasecki A.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Poznańska,

Bibliografia

• [1] Antou G.. Hlawka F., Cornet A.. Becker C., Ruch D., Riche A.: In situ laser remelted thermal barrier coatings: Therraophysical properties. Surfach and Coatings Technology 200 (20-21) (2006) 6062-6072.
• [2] Burakowski T, Wierzchoń T.: Inżynieria powierzchni metali. WNT, Warszawa( 1995).
• [3] Chen H., Chen H., Xu C., Zhou Q Hutchings I. M., Shipway P. H., Liu J.: Micro-scale abrasive wear behaviour of HVOF sprayed and lascr-remelted conventional and nanostructured WC-Co coatings. Wear 258 (1-4 SPEC. ISS.) (2005) 333-338.
• [4] Dobrzański L. A., Polok A., Jonda E., Bonek M.: Wpływ obróbki laserowej na zmiany wlasności warstw wierzchnich stali 55NiCrMoV7. Inżynieria Materiałowa 5 (153) (2006) 924-927.
• [5] Gopalakrishnan P., Shankar P., Subba Rao R. V., Sundar M., Ramakrishnan S. S.: Laser surface modification of low carbon borided steels. Scripta Materialia 44 (2001) 708-712.
• [6] Kusiiiski J., Goty M., Kusinski G.: Obróbka laserowa stali 30CrMn- Mol6-8. Inżynieria Materiałowa 5 (153) (2006) 1097-1100.
• [7] Młynarczak A.: Obróbka cieplna wyrobów stalowych z węglikowymi warstwami dyfuzyjnymi. Inżynieria Materiałowa 3 (151) (2006) 209-213.
• [8] Napadłek W., Burakowski T., Przetakiewicz W., Kubicki J.: Impulsowa modyfikacja laserowa warstwy wierzchniej stali zaworowej X45CrSi9-3 azotowanej jarzeniowo. Inżynieria Materiałowa 3(151) (2006) 494-497.
• [9] Radziszewska A., Kąc S., Kusiński J.: Laserowa modyfikacja stali niskowęglowej. Inżynieria Materiałowa 5 (153) (2006) 1188-1191.
• [10] Suutala J., Tuominen J., Vuoristo P.: Laser-assisted spraying and laser treatment of thermally sprayed coatings. Surface and Coatings Technology 201 (5) (2006).