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精密ベアリングの使用寿命を大幅に延長し 磨損によるメンテナンスコストを削減できる技術革新を 想像してみてくださいGCr15 軸承鋼は,厳しい条件下で失敗することが多い.新しい研究では,新興した添加物製造技術である選択レーザー溶融 (SLM) の可能性を調査しています.標準的な製造方法の重要な限界を解決する高性能 WC-Co 強化 GCr15 軸承鋼複合材を製造する.
選択レーザー溶融 (SLM) は,先進的な添加製造技術としてかなりの注目を集めている.このプロセスは,高エネルギーレーザービームを使用して,金属粉末の層を層で溶かす.複雑な幾何学を持つ三次元部品の構築SLMの独特の特徴は,マイクロメルトプール (約100μm),急速な冷却 (106 から 8K/s) と累積的な循環熱処理により,独特の微細構造と優れた機械特性が得られます.
GCr15軸承鋼は,優れた硬さ,強度,耐磨性,耐腐蝕性により,軸承および模具に広く使用されています.しかし,厳しい条件下で,表面は摩擦による磨きを受けやすいままである従来の製造方法は,しばしばカービッドの分離と過大型のカービッドにつながり,部品耐久性をさらに損ない,先進製造におけるアプリケーションを制限します.
最近の研究では SLM を使って 粒子強化金属マトリックス複合材料の製造が可能であることが示されています高度な溶融点この研究は,SLM技術によるWC-Co強化をGCr15軸承鋼に直接組み込むことを先駆的にしています.
この研究では,WC-Co粒子とGCr15粉末の混合物を原材料として使用した.GCr15粉末は粒子のサイズ分布が15-53μmで,WC-Co粒子は平均して直径5μmであった.球状磨きで均質に混ぜた後に粉末混合物は500Wのファイバーレーザーで装備された機器を使用してSLM処理を受けました.
レーザーパワー,スキャニング速度,ハッチ間隔,層厚さなどの主要なプロセスパラメータは,優れた機械特性を持つ高密度複合材料を達成するために最適化されました.
SLMで製造された複合材料は,均等なWC-Co粒子の分布を持つ密集構造を示した.GCr15マトリックスでは,細胞境界部にナノスケールによる沈殿物を持つ微細な細胞構造 (1-2μm) が示された.WC-Co粒子とマトリックスとの間の優れたインターフェイス結合は,重要な孔隙や裂け目なしに観察されました.
XRD解析では,新しい相形成のない α-Fe,WC,Co相の存在が確認され,加工中に最小限の化学相互作用を示しています.WC-Co を加え,異質核化によってマトリックス粒構造を精製した..
複合材料は顕著な改善を示した:
優れた硬さは,WC-Coの固有の特性と外転運動の制限から生じる.着用中に,WC-Co粒子はより大きな負荷を負い,マトリックス着用を減らす.
純GCr15は,磨材の磨きの特徴である,明らかに耕作と残骸のある粗い磨き表面を示した.WC-Co複合材料は,耕作が減少したより滑らかな表面を示した.突出するWC-Co粒子は負荷容量と潤滑を供給する磨き物の磨きを効果的に抑制します
プロセス最適化,粒子分布制御,産業導入のためのコスト削減には課題が残っています.SLM が先端なベアリングの用途における潜在能力を完全に実現するために,将来の研究でこれらの側面に対処する必要があります..
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