Veiksniai, įtakojantys vario miltelių lazerio absorbciją.
1. Dalelių dydžio poveikis
Trijų skirtingų gryno vario miltelių dalelių dydžio pasiskirstymo skirtingiems lazeriams atspindžio koeficientas parodytas žemiau esančiame paveikslėlyje, iš kurio matyti, kad lazerio vario miltelių atspindys didėja didėjant bangos ilgiui, ypač bangos ilgio juostoje, viršijančioje 550 nm, vario miltelių atspindžio koeficientas. lazeriui sparčiai pakyla, o tai yra pagrindinė priežastis, kodėl SLM sudėtingiau suformuoti varines dalis, nepaisant gero 1046 nm IR lazerio termogeniškumo. 1064 nm bangos ilgio lazerio sugertis buvo 21,8 proc. gryno vario miltelių diapazone {{5 }} µm, 22 procentai 15-53 µm diapazone ir 39,4 procentai 5-35 µm diapazone.
Gryno vario miltelių atspindys su trimis dalelių dydžio pasiskirstymais skirtingiems lazerio bangų ilgiams ir lazerio atspindžio koeficientas esant 1064 nm
Metalo miltelių lazerio absorbcijos greitį veikia įvairūs veiksniai, be pačios miltelių medžiagos pobūdžio, bet ir miltelių spalva, temperatūra, dalelių paviršiaus kokybė, lazerio kritimo kampas ir kiti veiksniai. Keitėsi dalelių dydžio pokyčiai, kuriuos sukėlė vario miltelių spalva ir lazerio atspindys tarp miltelių dalelių, kuo mažesnės miltelių dalelės, tuo tamsesnė miltelių spalva, kuo mažesnis miltelių dalelių dydis tam tikrame diapazone, tuo didesnis 1064 nm bangos ilgio sugerties greitis. lazeris. Kuo mažesnis metalo miltelių dalelių dydis, tuo daugiau kartų lazeris atsispindės tarp miltelių, netiesiogiai padidindamas miltelių absorbcijos greitį į lazerį.
2. Legiravimo poveikis
Ištirtas Cu{0}},8 masės procentų Cr miltelių atspindžio koeficientas lazeriu ir palygintas su gryno vario miltelių lazerio absorbcija. Cu-0,8 masės procentų Cr miltelių atspindžio koeficientas, esant 1064 nm, buvo 69,5 proc., o tai buvo mažesnis už gryno vario miltelių, kurių dalelių dydžio pasiskirstymas yra toks pat, lazerio atspindžio koeficientas, bet vis tiek didesnis už lazerio atspindžio koeficientą { {7}}m gryno vario milteliai, kaip parodyta toliau esančiame paveikslėlyje. Eksperimentiškai buvo įrodyta, kad Cr turi didesnę šviesos sugerties vertę, palyginti su Cu, o kietas Cr elemento tirpalas Cu gardelės iškraipymo metu taip pat turi įtakos lazerio sugerties greičiui, todėl tame pačiame 15-53um dalelių dydžio diapazone pridėjus 0,8 masės procento Cr elemento, Cu-0,8 masės procentų Cr miltelių lazerio absorbcijos greitis yra didesnis nei gryno Cu miltelių esant 1064 nm, Cu -0,8 masės procento Cr miltelių lazerio sugerties greitis yra 30,5 proc. esant 1064 nm, o 15-53um gryno vario miltelių vertė yra 22 proc.
Cu{0}},8 masės procentų Cr lazerio atspindys esant skirtingiems bangos ilgiams ir lazerio sugertis esant 1064 nm
3. Paviršiaus modifikacijos poveikis
Nano TiC yra juodi klampūs milteliai, turintys mažą dalelių dydį, didelį specifinį paviršiaus plotą ir didelį paviršiaus aktyvumą, kurie paprastai pridedami prie metalo matricos kaip pagerinimo fazė, siekiant pagerinti medžiagos savybes. Lazerio sugerties greitis esant 1064 nm vis dar siekia 96,7 proc. Vario ir vario lydinio miltelių lazerio absorbcijos greitis bus pagerintas modifikuojant nano-TiC paviršių.
Nano-TiC atspindys įvairiems lazerio bangų ilgiams ir esant 1064 nm
Nano-TiC vario miltelių paviršius buvo padengtas rutuliniu frezavimu ir 0.05 proc. , 0.1 proc , 0.2 proc , { Į trijų rūšių gryno vario miltelius su dalelių dydžio pasiskirstymu buvo pridėta {9}},3 proc., 0,4 proc. masės nano-TiC, o kiekvieno miltelio atspindžio koeficientas lazeriu buvo patikrintas UV-3600Plus UV spektrofotometru. Iš toliau pateikto paveikslo matyti, kad nano-TiC pridėjimas žymiai sumažina gryno vario miltelių lazerio atspindį, o lazerio atspindys tampa vis mažesnis, didėjant nano-TiC kiekiui reguliariai mažėjant. Nano dydžio TiC yra tolygiai padengtas vario miltelių paviršiumi rutuliniu frezavimu, kuris padengia originalų metalinį vario miltelių blizgesį, o kartu su dideliu lazerio sugerties greičiu nano-TiC, jis žymiai sumažina lazerio atspindį. vario milteliai.
Trijų gryno vario miltelių su skirtingomis nano-TiC masės dalimis, pridėtų prie skirtingų lazerio šviesos bangų ilgių, atspindys. (a:5-35um, b:15-53um, c:40-160um)
4. Legiravimo ir paviršiaus modifikavimo poveikis
Cu{0}},8 masės procentų Cr miltelių su skirtinga nano-TiC masės dalimi, pridėta skirtingais bangos ilgiais, lazerio atspindys parodytas žemiau. Kai bangos ilgiai yra vienodi, vario miltelių lazerio atspindžio koeficientas mažėja, kai nano-TiC masės dalis didėja, o miltelių sugertis lazeriu yra 67,3 proc., kai pridedamo nano-TiC masės dalis yra 0,4 masės proc. Bandymo rezultatas, kad paviršiaus legiravimas ir paviršiaus modifikavimas vis tiek gali veiksmingai sumažinti miltelių lazerio absorbcijos greitį, o tai taip pat suteikia idėją pagerinti lydinio miltelių lazerio absorbcijos greitį.
Cu{0}},8 masės procentų Cr miltelių su skirtingomis TiC masės dalimis, pridėtų prie skirtingų lazerio šviesos bangų ilgių, atspindys
5. Oksidacijos apdorojimas
Trijų gryno vario miltelių ir Cu-0,8 masės procentų Cr lydinio miltelių atspindžio koeficientas buvo kaitinamas iki 50 laipsnių, 150 laipsnių, 250 laipsnių, 350 laipsnių ir 5 minutes laikomas korundo tiglyje ir tiriamas kambario temperatūroje (RT). ) ir po oksidacijos apdorojimo ir kt. Lazerio atspindžio koeficientas parodytas žemiau. Trijų gryno vario miltelių lazerio absorbcija 50 laipsnių ir 150 laipsnių sąlygomis ir laikant 5 min., palyginti su neoksiduotų miltelių lazerio absorbcija, skiriasi. Temperatūrą padidinus iki 250 laipsnių ir palaikius 5 min., miltelių atspindžio koeficientas lazeriu smarkiai sumažėjo ir pasiekė maksimalią reikšmę esant 350 laipsnių ir išlaikė 5 min. Trijų gryno vario miltelių lazerio sugerties koeficientai buvo atitinkamai 61,7 proc., 68,3 proc. ir 64,8 proc., kai 5-35um, 15-53um ir 40-160um 350 laipsnių kampu ir išlaikomi 5 min. . Cu-0,8 masės procentų Cr miltelių lazerio absorbcijos laipsniai po oksidacijos 50 laipsnių ir 150 laipsnių temperatūroje padidėjo atitinkamai nuo 30,5 iki 41,2 procento ir 42,3 procento, o oksidavus 250 laipsnių temperatūroje - iki 76,9 procento ir 77,4 procento. ir 350 laipsnių, atitinkamai, palyginti su gryno vario milteliais, kurių dalelių dydžio pasiskirstymas yra toks pat.
Lazerio atspindys esant skirtingiems bangų ilgiams skirtingiems milteliams, atitinkamai laikomiems 50 laipsnių, 150 laipsnių, 250 laipsnių, 350 laipsnių kampu 5 minutes (a:5-35um, b:{6}}um, c:40-160 um, d: Cu-0,8 masės proc. Cr)
Išvada
Yra daug būdų, kaip pagerinti metalo miltelių lazerio sugerties greitį, tačiau remiantis miltelių lazerio absorbcijos greičio gerinimu, ar jis gali užtikrinti suformuotų dalių kokybę, reikia eksperimentuoti, kad patikrintumėte. Pavyzdžiui, kuo mažesnis miltelių dalelių dydis, tuo didesnis lazerio sugerties greitis, tačiau tai nereiškia, kad kuo mažesnis metalo miltelių dalelių dydis, tuo geriau, nes pasirinkta lazerio lydymo įranga yra tam tikro klojimo miltelių storio, miltelių dalelių dydžio. mažesnis nei minimalus įrangos storis negalės tinkamai uždėti miltelių, todėl tinkamas dalelių dydis gali žiūrėti ne tik į lazerio absorbcijos greitį; Legiravimo ir paviršiaus modifikavimo metodams esami vario lydiniai turi subrendusias sistemas, o mikroelementų pridėjimo poveikį suformuotų dalių kokybei reikia eksperimentiškai patikrinti. Paviršiaus oksidacijos metodas efektyviai sumažina vario miltelių atspindėjimą lazeryje, tačiau metalo priedų gamybos milteliuose kuo mažesnis deguonies kiekis milteliuose, tuo mažesnis paviršiaus aktyvumas, geresnis lydymosi efektas ir didesnis formavimosi tankis, nors padidėjus deguonies kiekiui, mažėja miltelių lazerio atspindėjimas, tačiau miltelių deguonies kiekis turi būti kontroliuojamas priimtinu diapazonu.
Bibliografija: "Vario ir vario lydinio miltelių lazerio absorbcijos greičio ir jo pasirinkto ploto lazerio lydymas ir formavimas tyrimas", Shen Jibiao, Kunmingo mokslo ir technologijos universitetas
Jei norite sužinoti daugiau informacijos apie MRJ-Laser, apsilankykite:
Valymo lazeriu mašina:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
Lazerinio žymėjimo mašina:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
Lazerinio suvirinimo aparatas:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
