Wcco Perkuat Meningkatkan Gcr15 Steel Wear Resistance Melalui Metode SLM

Bayangkan terobosan teknologi yang dapat memperpanjang umur pelayanan bantalan presisi secara signifikan sambil mengurangi biaya pemeliharaan akibat keausan.Baja bearing GCr15 tradisional sering gagal dalam kondisi yang menuntutSebuah studi baru mengeksplorasi potensi peleburan laser selektif (SLM), sebuah teknik manufaktur aditif yang muncul.untuk memproduksi komposit baja berbahan baku WC-Co bertulang GCr15 berkinerja tinggi yang mengatasi keterbatasan kritis metode manufaktur konvensional.

Selektif laser melting (SLM) telah mendapatkan perhatian yang cukup sebagai teknologi manufaktur aditif canggih.Membangun komponen tiga dimensi dengan geometri yang kompleksKarakteristik unik SLM termasuk kolam micro melt (sekitar 100 μm), pendinginan cepat (10^6-8K/s), dan perawatan panas siklik kumulatif menghasilkan struktur mikro yang khas dan sifat mekanik yang unggul.

Baja bearing GCr15 banyak digunakan dalam bantalan dan cetakan karena kekerasan, kekuatan, ketahanan aus, dan ketahanan korosi yang sangat baik.permukaannya tetap rentan terhadap keausan akibat gesekanMetode manufaktur konvensional sering menyebabkan pemisahan karbida dan karbida yang terlalu besar, semakin mengorbankan daya tahan komponen dan membatasi aplikasi dalam manufaktur canggih.

Penelitian baru-baru ini telah menunjukkan kelayakan memproduksi komposit matriks logam bertulang partikel melalui SLM. WC-Co, yang dikenal karena kekerasan tinggi, koefisien gesekan rendah,dan titik leleh yang tinggiStudi ini merintis penggabungan langsung penguatan WC-Co ke baja bearing GCr15 melalui teknologi SLM.

Penelitian ini menggunakan campuran partikel WC-Co dan bubuk GCr15 sebagai bahan baku.Setelah pencampuran seragam melalui penggilingan bola, campuran bubuk mengalami pengolahan SLM menggunakan peralatan yang dilengkapi dengan laser serat 500W.

Parameter proses utama termasuk kekuatan laser, kecepatan pemindaian, jarak gerbang, dan ketebalan lapisan dioptimalkan untuk mencapai komposit kepadatan tinggi dengan sifat mekanik yang unggul.

• SEM dan XRD untuk analisis komposisi mikrostruktur dan fase
• Mikroskopi optik untuk pengamatan mikrostruktur
• Pengujian kekerasan Vickers (200g beban, waktu tinggal 15s)
• Pengujian keausan bola pada cakram menggunakan Si₃N₄bola keramik (5N beban, kecepatan 0,1m/s, jarak geser 1000m)
• Perhitungan tingkat keausan melalui pengukuran luas cross-section permukaan yang sudah dipakai

Komposit yang diproduksi dengan SLM menunjukkan struktur padat dengan distribusi partikel WC-Co yang seragam.Matriks GCr15 menampilkan struktur sel halus (1-2μm) dengan precipitates nanoscale di batas selIkatan antar muka yang sangat baik antara partikel WC-Co dan matriks diamati tanpa porositas atau retakan yang signifikan.

Analisis XRD mengkonfirmasi adanya fase α-Fe, WC, dan Co tanpa pembentukan fase baru, menunjukkan interaksi kimia minimal selama pemrosesan.Penambahan WC-Co memperbaiki struktur butir matriks melalui nukleasi heterogen.

Komposit menunjukkan peningkatan yang luar biasa:

• Peningkatan kekerasan yang signifikan dibandingkan dengan GCr15 murni
• Pengurangan tingkat keausan yang dramatis
• Komposisi WC-Co 10 wt.% mencapai kekerasan 850HV
• Tingkat keausan berkurang menjadi 1,2 × 10^-6mm³N^{- 1}m^{- 1}

Kekerasan yang lebih tinggi berasal dari sifat intrinsik WC-Co dan pembatasan gerakan dislokasi.

GCr15 murni menunjukkan permukaan keausan kasar dengan pengerjaan yang jelas dan puing-puing, karakteristik dari keausan abrasif. Komposit WC-Co menunjukkan permukaan yang lebih halus dengan pengerjaan yang berkurang.Partikel WC-Co yang menonjol memberikan kapasitas beban dan pelumasan, secara efektif menekan keausan abrasif.

• Pembuatan komposit WC-Co/GCr15 yang terikat dengan baik melalui SLM
• Pemurnian biji-bijian yang signifikan dan peningkatan sifat mekanik
• Penghapusan keausan abrasif yang efektif melalui penggabungan WC-Co

Meskipun menjanjikan, tetap ada tantangan dalam pengoptimalan proses, kontrol distribusi partikel, dan pengurangan biaya untuk adopsi industri.Penelitian masa depan harus membahas aspek-aspek ini untuk sepenuhnya mewujudkan potensi SLM dalam aplikasi bantalan canggih.