Wcco 강화는 SLM 방법을 통해 Gcr15 강철 마모 저항을 증가시킵니다.

정밀 베어링의 사용 수명을 크게 연장할 수 있는 기술적인 돌파구를 상상해 보세요. 그리고 착용으로 인한 유지보수 비용을 줄일 수 있습니다.전통적인 GCr15 베어링 스틸은 종종 까다로운 조건 하에서 실패새로운 연구에서는 선별 레이저 녹화 (SLM) 의 잠재력을 탐구합니다.고성능 WC-Co 강화 GCr15 로저 강철 복합체를 생산하기 위해 기존 제조 방법의 중요한 한계를 해결합니다..

선택적 레이저 녹화 (SLM) 는 첨단 첨가 제조 기술로 상당한 관심을 얻었습니다. 이 과정은 고 에너지 레이저 빔을 사용하여 금속 가루 층을 층으로 녹입니다.복잡한 기하학으로 3차원 구성 요소를 만드는 것SLM의 독특한 특성 (약 100μm의 미세 녹기 풀, 빠른 냉각)^6~8K/s), 그리고 누적 순환 열처리 (cumulative cyclic heat treatment) 는 독특한 미세 구조와 우수한 기계적 특성을 제공합니다.

GCr15 베어링 스틸은 뛰어난 경화, 강도, 마모 저항성 및 부식 저항성으로 인해 베어링 및 폼에 널리 사용됩니다. 그러나 혹독한 조건 하에서,그 표면은 마찰로 인한 마모에 민감하게 남아 있습니다.전통적인 제조 방법은 종종 탄화물 분리 및 과대화 탄화물로 이어지며 부품 내구성을 더욱 손상시키고 첨단 제조의 응용을 제한합니다.

최근 연구에 따르면 SLM을 통해 입자로 강화된 금속 매트릭스 복합체를 생산하는 것이 가능하다는 것을 증명했습니다.그리고 높은 녹는점이 연구는 GCr15 베어링 스틸의 마모 저항성을 향상시키는 데 특히 유망합니다. 이 연구는 SLM 기술을 통해 WC-Co 강화를 직접 GCr15 베어링 스틸에 통합하는 것을 개척합니다.

이 연구에서는 WC-Co 입자와 GCr15 분말의 혼합물을 원료로 사용하였다. GCr15 분말은 15-53μm의 입자 크기 분포를 가지고 있었으며 WC-Co 입자는 평균 5μm의 지름이었다.공밀로 균일하게 섞은 후, 분말 혼합물은 500W의 섬유 레이저로 장착 된 장비를 사용하여 SLM 처리에 의해 처리되었습니다.

레이저 전력, 스캐닝 속도, 래치 간격 및 레이어 두께를 포함한 주요 프로세스 매개 변수는 우수한 기계적 특성을 가진 고밀도 복합체를 달성하기 위해 최적화되었습니다.

• 미세 구조 및 단계 구성 분석을 위한 SEM 및 XRD
• 미세 구조 관측용 광학 현미경
• 비커스 단단성 테스트 (200g 부하, 15s 체류 시간)
• Si를 이용한 볼과 디스크의 마모 테스트₃N₄세라믹 볼 (5N 부하, 0.1m/s 속도, 1000m 미끄러진 거리)
• 마른 표면 가로단 면적 측정을 통해 마모율 계산

SLM로 제조된 복합물은 WC-Co 입자 분포가 균일한 밀도가 높은 구조를 보였다.GCr15 매트릭스는 세포 경계에서 나노 스케일 퇴적물이있는 미세한 세포 구조 (1-2μm) 를 표시했습니다.WC-Co 입자와 매트릭스 사이의 우수한 인터페이스 결합은 상당한 포러스 또는 균열없이 관찰되었습니다.

XRD 분석은 새로운 단계 형성이없는 α-Fe, WC 및 Co 단계의 존재를 확인했으며, 가공 중에 최소한의 화학적 상호 작용을 나타냅니다.WC-Co 추가는 이질적인 핵화를 통해 행렬 곡물 구조를 정제.

이 복합물들은 눈에 띄는 발전을 보여주었습니다.

• 순수한 GCr15에 비해 경도가 크게 증가합니다.
• 급격한 마모율 감소
• 10wt.% WC-Co 구성이 850HV 경직을 달성
• 마모율은 1.2×10으로 감소^-6mm³N^-1m^-1

우수한 경도는 WC-Co의 내재적 특성과 굴절 운동 제한에서 비롯됩니다. 착용 중에 WC-Co 입자는 더 큰 부하를 견딜 수 있으며 매트릭스 마모를 감소시킵니다.

순수한 GCr15는 경사성 마모의 특징인 명백한 롤링과 잔해와 함께 거친 마모 표면을 보여주었습니다. WC-Co 복합체는 롤링이 줄어든 부드러운 표면을 보여주었습니다.튀어나온 WC-Co 입자는 부하 운반 능력과 윤활을 제공, 가려움증을 효과적으로 억제합니다.

• SLM을 통해 잘 결합된 WC-Co/GCr15 복합재의 효율적인 제조
• 곡물 정제 및 기계적 특성 향상
• WC-Co를 통합하여 가려움 물질의 마모를 효과적으로 억제합니다.

희망적이지만, 프로세스 최적화, 입자 분포 제어 및 산업 도입에 대한 비용 절감에 대한 과제는 여전히 남아 있습니다.미래 연구는 SLM의 잠재력을 완전히 실현하기 위해 이러한 측면을 다루어야합니다..