Neurrira egindako L-DED erreminta altzairu baten atomizazio ultrasonikoa eta aplikazioa

Lan honen helburu nagusia da neurrira egindako L-DED hautsak fabrikatzea eta probatzea laser bidez konformazio lanabesen zona zehatzetan aplikatuta hauen higadurarekiko erresistentzia hobetzeko. Erreminta-altzairuen higadurak kezka handia eragiten du konformazio-teknologien alorrean, izan ere, trokelen mantentenimendu kostuak eta tentsio tribologiko larriek eraginda akatsa duten osagarri kopurua (osagai mota horien tolerantzia-muga zorrotzengatik) kontrolpean mantendu beharreko alorrak dira. Helburu honetarako materialak hautatzeko, hau da, higadurarekiko erresistentzia duten materialak, gogortasuna erabili ohi da hautaketa-kriterio modura. Hala ere, trokelak gogortasun handiko erreminta-altzairuz fabrikatzeak kostu handia suposatzen du. Hori dela eta, Laser Direct Energy Deposition (L-DED) fabrikazio teknologiak indarra hartzen du eta badirudi soluzio potentziala dela erreminta-altzairu arrunt batean fabrikatutako substratu baten gainalean aplikatzeko.

Helburu nagusia da neurrira egindako metal-hautsa garatzea L-DED bidez gogortasun handia sortuta karburo gogor desberdinen sorrerarekin. Konposizio kimiko zehatza lortzeko metala 50 kg-ko labe pilotuan urtu zen, hainbat kuina galdatzeko eta 8 mm-ko barrak mekanizatzeko. Cr edukia ~ %5,5 wt izan zen, eta karburo sustatzaile diren beste elementu batzuen batura, X edukia ~ %5 wt. Barra horiek 3D Lab Sp. z o. ATO Lab+ hautsak ultrasoinu bidez atomizatzeko ekipoan atomizatu ziren 35 kHz modulua erabiliz. Oso hauts esferikoa, teknika honen bitartez fabrikatutako hautsetan ohikoa dena, lortu zen (ikus 1. irudia) D10 = 42 μm, D50 = 51 μm eta D90 = 62 μm izanik. 1. taulan ikus daitekeenez, ICP-OES eta LECO bidez aztertutako barra-konposizio kimikoarekin alderatuta, Mn galera esanguratsua gertatu zen (~ %78), eta gainerako elementuak aberastu egin ziren. Hauts hau MESHINDek gehitu zuen L-DED Trumpf TruLaserCell 3000 ekipoa erabiliz, geruza bakarratuko lagin karratu batean, zeinak 1,5-2,1 mm-ko lodiera eta substratuarekin lotura metalurgiko egokia zituen (2. irudia). Poro gutxi ikusi ziren estalduran, eta handiena 0,2 mm-koa izan zen. Beroak kaltetutako eremua (HAZ) txikia izan zen 0,5-1,2 mm arteko lodierarekin. Gainera, diluzio tasa txikia izan zen, hautsaren konposizioarekin alderatuta, estalduraren konposizio kimikoa apur bat aberastu zen Mn-rekin (ikus 1. taula), ordea, C murriztu egin zen 1.2344 altzairuarekin gertatutako diluzioaren ondorioz. Mikroegituraren analisian hainbat karburo konplexu ikusi ziren, eta geruzaren gogortasuna substratua baino 15 HRC altuagoa zela ikusi zen.