El refuerzo Wcco aumenta la resistencia al desgaste del acero Gcr15 a través del método SLM

Imagínese un avance tecnológico que podría extender significativamente la vida útil de los rodamientos de precisión al tiempo que reduce los costos de mantenimiento causados por el desgaste.El acero de rodamiento GCr15 tradicional a menudo falla en condiciones exigentesUn nuevo estudio explora el potencial de la fusión selectiva por láser (SLM), una técnica de fabricación aditiva emergente, que permite a los fabricantes de productos de alta tecnología, a los fabricantes de productos de alta tecnología y a los fabricantes de productos de alta tecnología, explorar el potencial de la fusión selectiva por láser (SLM) para la fabricación de productos de alta tecnología.para producir compuestos de acero con GCr15 reforzados con WC-Co de alto rendimiento que aborden las limitaciones críticas de los métodos de fabricación convencionales.

La fusión selectiva por láser (SLM) ha ganado mucha atención como una tecnología avanzada de fabricación aditiva.Construcción de componentes tridimensionales con geometrías complejasLas características únicas del SLM incluyen micro piscinas de fusión (aproximadamente 100 μm), enfriamiento rápido (10^{Entre 6 y 8}K/s), y el tratamiento térmico cíclico acumulado se traduce en microestructuras distintivas y propiedades mecánicas superiores.

El acero de rodamiento GCr15 se utiliza ampliamente en rodamientos y moldes debido a su excelente dureza, resistencia, resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión.su superficie sigue siendo susceptible al desgaste inducido por fricciónLos métodos de fabricación convencionales a menudo conducen a la segregación de carburo y a los carburos de gran tamaño, lo que compromete aún más la durabilidad de los componentes y restringe las aplicaciones en la fabricación avanzada.

Investigaciones recientes han demostrado la viabilidad de producir compuestos de matriz metálica reforzada con partículas mediante SLM. WC-Co, conocida por su alta dureza, bajo coeficiente de fricción,y punto de fusión altoEste estudio es pionero en la incorporación directa del refuerzo WC-Co en el acero de rodamiento GCr15 mediante la tecnología SLM.

La investigación empleó una mezcla de partículas WC-Co y polvo GCr15 como materias primas.Después de mezclar uniformemente mediante molienda por bolas, la mezcla de polvo fue sometida a un procesamiento SLM con equipos equipados con un láser de fibra de 500 W.

Los parámetros clave del proceso, incluida la potencia del láser, la velocidad de escaneo, el espaciamiento de la escotilla y el grosor de la capa, se optimizaron para lograr compuestos de alta densidad con propiedades mecánicas superiores.

• SEM y XRD para el análisis de composición microstructural y de fase
• Microscopía óptica para la observación de microestructuras
• Prueba de dureza de Vickers (carga de 200 g, tiempo de permanencia de 15 s)
• Pruebas de desgaste en bola sobre disco con Si₃No₄las bolas de cerámica (5N de carga, velocidad de 0,1 m/s, distancia de deslizamiento de 1000 m)
• Cálculo de la velocidad de desgaste mediante medición de la superficie de la sección transversal de la superficie desgastada

Los compuestos fabricados con SLM exhibieron estructuras densas con una distribución uniforme de partículas WC-Co.La matriz GCr15 mostró estructuras celulares finas (1-2μm) con precipitados a nanoescala en los límites celularesSe observó una excelente unión interfacial entre las partículas de WC-Co y la matriz sin porosidad o grietas significativas.

El análisis XRD confirmó la presencia de fases α-Fe, WC y Co sin formación de nuevas fases, lo que indica una interacción química mínima durante el procesamiento.La adición de WC-Co refinó la estructura de grano de la matriz a través de la nucleación heterogénea.

Los compuestos demostraron mejoras notables:

• Aumento significativo de la dureza en comparación con el GCr15 puro
• Reducción drástica del desgaste
• Composición de WC-Co de 10 wt.% que alcanzó una dureza de 850HV
• La velocidad de desgaste se redujo a 1,2 × 10^-6En el caso de los³No^{- 1}- ¿ Qué?^{- 1}

La dureza superior proviene de las propiedades intrínsecas de WC-Co y la restricción del movimiento de dislocación.

El GCr15 puro mostró superficies de desgaste ásperas con arado y desechos evidentes, característicos del desgaste abrasivo.Las partículas salientes de WC-Co proporcionan capacidad de carga y lubricación, suprimiendo eficazmente el desgaste abrasivo.

• Fabricación eficaz de compuestos WC-Co/GCr15 bien unidos mediante SLM
• Refinamiento de granos y mejora de las propiedades mecánicas
• Represión eficaz del desgaste del abrasivo mediante la incorporación de WC-Co

Si bien es prometedor, siguen existiendo desafíos en la optimización del proceso, el control de la distribución de partículas y la reducción de costos para la adopción industrial.Las investigaciones futuras deben abordar estos aspectos para aprovechar plenamente el potencial de SLM en aplicaciones avanzadas de rodamientos.