लेजर क्लैडिंग के लिए लौह-आधारित पाउडर और निकेल-आधारित पाउडर के बीच अंतर
ढलवां लोहे के पुर्जों की लेजर क्लैडिंग में, लौह-आधारित पाउडर और निकल-आधारित पाउडर का चुनाव क्लैडिंग परत के प्रदर्शन, अनुप्रयोग परिदृश्यों और लागत को सीधे प्रभावित करता है। इन दोनों के बीच मुख्य अंतर संरचना, प्रदर्शन, प्रक्रिया अनुकूलता और अनुप्रयोग परिदृश्यों में परिलक्षित होता है, जो इस प्रकार हैं:
1. सामग्रियों में अंतर
| पाउडर प्रकार | मुख्य सामग्री | विशिष्ट मिश्रधातु तत्व |
| लौह-आधारित पाउडर | आयरन की मात्रा के आधार पर (आमतौर पर मात्रा > 50%) | इसमें अक्सर Cr, Ni, Mo, Si, B आदि शामिल होते हैं (जैसे Fe-Cr-Ni-Mo प्रणाली, Fe-Si-B प्रणाली)। |
| निकेल आधारित पाउडर | Ni पर आधारित (सामग्री आमतौर पर > 50%) | इसमें अक्सर Cr, Mo, W, Co, Si, B आदि शामिल होते हैं (जैसे Ni-Cr-Mo प्रणाली, Ni-Cr-B-Si प्रणाली)। |
2. कोर प्रदर्शन तुलना
1) यांत्रिक गुण
लौह-आधारित पाउडर:
• उच्च कठोरता (एचआरसी 30-60, संरचना समायोजन के साथ, उच्च क्रोमियम, मोलिडियम प्रकार एचआरसी 50 या उससे अधिक तक पहुंच सकता है), अच्छा घिसाव प्रतिरोध;
• इसकी मजबूती ढलवां लोहे के मैट्रिक्स के लगभग बराबर होती है (तन्यता शक्ति 500-1000 एमपीए), ढलवां लोहे के साथ इसकी धातुकर्म अनुकूलता बेहतर होती है, और आवरण परत और मैट्रिक्स के बीच बंधन शक्ति उच्च होती है (आमतौर पर >300 एमपीए);
• मध्यम भंगुरता और उच्च कठोरता वाले मॉडलों में दरार पड़ने की संभावना कुछ हद तक अधिक हो सकती है (तनाव को कम करने के लिए क्लैडिंग प्रक्रिया को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है)।
निकेल आधारित पाउडर:
• मध्यम कठोरता (एचआरसी 20-45, कम मिश्र धातु प्रकार नरम होता है, उच्च क्रोमियम, लकड़ी प्रकार एचआरसी 40-50 तक पहुंच सकता है), लेकिन उत्कृष्ट मजबूती, लौह-आधारित पाउडर की तुलना में बेहतर प्रभाव प्रतिरोध;
• उच्च मिश्रधातु लौह-आधारित पाउडर (400-800 एमपीए) की तुलना में तन्यता शक्ति थोड़ी कम होती है, लेकिन प्लास्टिसिटी बेहतर होती है (विस्तार > 10%, लौह-आधारित पाउडर आमतौर पर
• ढलवां लोहे के साथ बंधन शक्ति थोड़ी कम होती है (आमतौर पर 200-300 एमपीए), लेकिन दरार के प्रति संवेदनशीलता कम होती है, और ठंडी दरारें पैदा करना आसान नहीं होता है (निकेल की कठोरता और कम तनाव विशेषताओं के कारण)।
2) संक्षारण प्रतिरोध
लौह-आधारित पाउडर: मध्यम संक्षारण प्रतिरोध। साधारण लौह-आधारित पाउडर (कम क्रोमियम) वायुमंडलीय और ताजे पानी के संक्षारण के प्रति अच्छा प्रतिरोध रखता है, लेकिन अम्लीय और क्षारीय वातावरण में जंग लगने की संभावना रहती है। उच्च क्रोमियम प्रकार (12% से अधिक क्रोमियम) का संक्षारण प्रतिरोध बेहतर होता है, लेकिन फिर भी निकल-आधारित पाउडर जितना अच्छा नहीं होता।
निकेल आधारित पाउडर: उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध, विशेष रूप से उच्च तापमान, आर्द्र, अम्लीय और क्षारीय (जैसे कार्बनिक अम्ल, दुर्बल क्षार) वातावरण में (क्योंकि Ni और Cr एक सघन ऑक्साइड फिल्म बनाते हैं), संक्षारक परिस्थितियों के लिए उपयुक्त।
3) ऊष्मा प्रतिरोध
लौह-आधारित पाउडर: सामान्यतः ऊष्मा प्रतिरोधक, दीर्घकालिक कार्य तापमान आमतौर पर
निकेल आधारित पाउडर: मजबूत ताप प्रतिरोधकता, 600-1000℃ के उच्च तापमान वाले वातावरण में स्थिर रूप से काम कर सकता है (जैसे कि क्रोमियम और डब्लू तत्वों से युक्त निकेल आधारित पाउडर, उत्कृष्ट ऑक्सीकरण-रोधी और तापीय थकान प्रतिरोध)।
4) ढलवां लोहे के मैट्रिक्स के साथ अनुकूलता
लौह-आधारित पाउडर: कच्चा लोहा (Fe-आधारित) के तापीय विस्तार गुणांक के करीब (लौह-आधारित पाउडर लगभग 11-14×10⁻⁶/℃ है, कच्चा लोहा लगभग 10-12×10⁻⁶/℃ है), क्लैडिंग के दौरान कम तापीय तनाव, तापीय विस्तार अंतर के कारण आसानी से दरार नहीं पड़ती (विशेष रूप से मोटी क्लैडिंग परत के लिए उपयुक्त)।
निकेल आधारित पाउडर: इसका तापीय विस्तार गुणांक अपेक्षाकृत उच्च होता है (लगभग 13-16×10⁻⁶/℃), जो ढलवां लोहे से थोड़ा भिन्न होता है। मोटी परत चढ़ाने के दौरान तापीय तनाव के कारण इसमें दरार पड़ने की संभावना अधिक होती है, जिसे पूर्व-तापन, धीमी शीतलन या परतदार परत चढ़ाने के माध्यम से कम किया जा सकता है।
3. प्रक्रिया अनुकूलन क्षमता में अंतर
लौह-आधारित पाउडर:
• लेजर शक्ति के प्रति कम संवेदनशीलता, पिघले हुए द्रव के पूल की मध्यम तरलता, एक सपाट आवरण परत बनाना आसान;
• इसमें सिलिकॉन और कार्बन जैसे ऑक्सीकरण रोधी तत्व होते हैं, और ढलवां लोहे में कार्बन और सल्फर जैसी अशुद्धियों के प्रति उच्च सहनशीलता होती है (इसमें छिद्र आसानी से नहीं बनते)।
• क्लैडिंग परत की तनुकरण दर (क्लैडिंग परत में मिश्रित आधार धातु का अनुपात) को नियंत्रित करना मध्यम रूप से कठिन है, जिसे आमतौर पर 10%-20% पर नियंत्रित किया जाता है (बहुत अधिक होने से कठोरता कम हो सकती है)।
निकेल आधारित पाउडर:
• उच्च लेजर अवशोषण दर, अच्छी पिघली हुई पूल तरलता (विशेष रूप से बी और एसआई युक्त निकल-आधारित पाउडर), पतली और एकसमान आवरण परत प्राप्त करना आसान;
• ढलवां लोहे में कार्बन के प्रति संवेदनशील। यदि मैट्रिक्स में कार्बन की मात्रा अधिक है (जैसे कि धूसर ढलवां लोहा), तो क्लैडिंग परत में कार्बन के प्रसार के कारण भंगुर चरण (जैसे कि नेटवर्क कार्बाइड) आसानी से बन सकते हैं। तनुकरण दर को कम करने के लिए लेजर मापदंडों (जैसे कि शक्ति कम करना और स्कैनिंग गति बढ़ाना) को सख्ती से नियंत्रित करना आवश्यक है (आमतौर पर यह 10% से कम होना चाहिए)।
• ढलवां लोहे में मौजूद सल्फर (S) के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करके कम गलनांक वाले यूटेक्टिक (जैसे Ni₃S₂) का निर्माण होता है, जिसके परिणामस्वरूप ऊष्मीय दरारें उत्पन्न होती हैं। ढलवां लोहे के पुर्जों के पूर्व-उपचार के दौरान सतह पर मौजूद सल्फाइडों को हटाना आवश्यक है।
4. लागत और अनुप्रयोग परिदृश्य
| DIMENSIONS | लौह-आधारित पाउडर | निकेल आधारित पाउडर |
| लागत | कम (निकेल-आधारित पाउडर की तुलना में लगभग 1/3-1/2), लागत प्रभावी | उच्च (निकोलिन धातु की उच्च कीमत के कारण), उच्च लागत दबाव |
| लागू होने वाले परिदृश्य | 1. उच्च घिसाव प्रतिरोध और मध्यम संक्षारण प्रतिरोध की आवश्यकता वाली कार्य परिस्थितियाँ (जैसे मशीन टूल गाइड रेल और रोलर की मरम्मत); 2. ढलवां लोहे के पुर्जों का कम लागत वाला, बड़े पैमाने पर आयामी पुनर्स्थापन या सतह सुदृढ़ीकरण; 3. मोटी क्लैडिंग परतों (＞2 मिमी) के लिए आवश्यकताएँ (जैसे कि बड़े कास्ट आयरन भागों की घिसावट की मरम्मत)। | 1. उच्च संक्षारण प्रतिरोध और ताप प्रतिरोध की आवश्यकता वाली कार्य परिस्थितियाँ (जैसे रासायनिक उपकरण, उच्च तापमान वाले वाल्व); 2. उत्कृष्ट मजबूती और प्रभाव प्रतिरोध की आवश्यकता वाले परिदृश्य (जैसे गियर के दांतों की सतहें, क्रशर हथौड़े); 3. पतली दीवार वाले या जटिल आकार के ढलवां लोहे के पुर्जों (जैसे सांचे, हाइड्रोलिक पुर्जे) की सटीक आवरणिंग। |
सारांश
• लौह-आधारित पाउडर को प्राथमिकता दी जाती है: जब कम लागत और उच्च घिसाव प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, और कार्य परिस्थितियों में तीव्र संक्षारण या उच्च तापमान की आवश्यकता नहीं होती है (जैसे कि सामान्य यांत्रिक भागों की मरम्मत)।
• निकेल-आधारित पाउडर को प्राथमिकता दी जाती है: जब संक्षारण प्रतिरोध, ताप प्रतिरोध या उच्च कठोरता की आवश्यकता होती है, और उच्च लागत स्वीकार्य होती है (जैसे विशेष कार्य परिस्थितियों में सटीक ढलवां लोहे के पुर्जों को मजबूत करना)।
