Nonconventional Technologies Review

Nonconventional Technologies Review - no. 4 / 2007
40
HIGH-SPEED STEEL LASER CLADDING ON A LATHE TOOL
Dan T LEVCOVICI1, Radu BOICIUC2, Sanda M. LEVCOVICI3, Constantin
GHEORGHIEŞ4
ABSTRACT
Multilayer cladding by injection of high-speed steel powder with 0.82%C, 4.7%Mo, 6.4%W,
4.1%Cr, 2.02%V, 0.3%Mn, as chemical composition, in melted bath by CO2 continuous wave
laser connected to x-y-z coordinate table was tested in order to increase the wear resistance
and heat proving of tool active surfaces made of 0.45%C steel.
Layers made by different laser running were characterized by macro and microstructure
analysis, as well as phase quality analysis by X ray diffractometry, microhardening analysis and
hardness finding on coated layer surface in order to establish the optimal cladding run. Lathe
tools made by this procedure showed a good behavior when steel shaping.
KEYWORDS: laser, cladding, wear resistance, powder, microstructure, microhardening, lathe tool.
1. INTRODUCTION
In case of making the lathe tool of high-speed
steel, an important part of tool body is not
used during the facing process but only for
setting it into the tool machine. A solution that
removes this disadvantage is represented by
cladding [1, 2, 3, 6, 7, 8] the high-speed steel
in the active area of lathe tool made by
carbon steel. Therefore, the multilayer
cladding was made by high-speed steel
powder injection in melt bath by CO2
continuous wave laser connected to x-y-z
coordinate table.
High-speed steel powder as addition material
mainly with 0.82%C, 4.7%Mo, 6.4%W,
4.1%Cr, 2.02%V, 0.3%Mn was used as prior
researches emphasized a higher capacity of
this material to be quenched since liquid
phase, like specific case in laser cladding. [4].
Carbon steel was used like base material.
Optimal running found by laboratory testes
were used in order to make several lather
tools by laser cladding. These lathe tools
presented a good behavior when steel facing.
2. EXPERIMENTAL CONDITIONS
„M2 Coldstream B-7800, Sweden” powder
with 0.82%C, 4.7%Mo, 6.4%W, 0.3%Mn,
4.1%Cr, 0.32%Si, 2.02%V, Fe balance, as
chemical composition for cladding was used.
By sieving the granulometric fractions, inside
the 80÷90 µm range, were separated in order
to be used as addition material. Powder had
spherical shape, therefore, it provided a fluid
floating of addition material through the
injection system. Powder dried at 110oC for
15 minutes before addition material feeding
inside the injection system tank.
Coatings were performed on 25 x 25 x 15
mm3 samples made of 0.45% C carbon steel
in improved condition.
Laboratory trials were performed on a CO2
continuous wave laser installation as GT-
1400 W type, with coordinate working table
and running computer program, provided by
dust injection system onto laser melted
surface.
For laboratory tests an 1100 W power laser
beam with 1.8 mm in diameter on machined
surface was used, by which parallel strips
partly superimposed cladded. Final cladding
layer thickness resulted by superimposing of
5 layers. In order to establish the optimal
laser deposit running the addition material
flow and the sweeping speed of charging
surface as well as transverse motion pass
varied. In table 1 layers running conditions
and thickness for several experimental
running are given.
Cladded layers were tested by: macroscopic
analysis on deposited layer surface as well
as in cross section to laser processing
direction after its metallographic preparation,
chemical analysis by spectral methods,

Результаты (русский) 1:

Нетрадиционные технологии обзор - №4 / 200740ВЫСОКОСКОРОСТНЫЕ СТАЛИ ЛАЗЕРНОЙ НАПЛАВКИ НА ТОКАРНЫЙ ИНСТРУМЕНТDan T LEVCOVICI1, Раду BOICIUC2, Санда м. LEVCOVICI3, КонстантинGHEORGHIEŞ4АННОТАЦИЯМногослойной облицовки путем инъекций высокоскоростной стали порошка с 0.82%C, 4.7%Mo, 6.4%W,4.1%CR, 2.02%V, 0.3%Mn, как химический состав, в растопленный ванна на CO2 непрерывная волналазерный, связанное с таблицей координат x-y-z был протестирован для того чтобы увеличить износостойкостьи тепло, доказав инструмент активных поверхностей изготовлены из 0.45%C стали.Слои, сделанные различными лазер работает характеризовались макро- и микроструктурыанализ, а также анализ качества фазы по X-Рэй дифрактометрии, microhardening анализ итвердость, нахождение на покрытием поверхности слоя с целью установления оптимального облицовки запуск. Токарный станокинструменты, сделанные этой процедуры показал хорошее поведение когда стали формирование.Ключевые слова: лазер, облицовочный, носить сопротивления, порошок, микроструктуры, microhardening, токарный инструмент.1. ВВЕДЕНИЕВ случае принятия высокоскоростной токарный инструментсталь, не является важной частью тело инструментаиспользуется в процессе облицовки, но только дляустановив его в инструмент машину. Решения,удаляет этот недостаток представляетоблицовки [1, 2, 3, 6, 7, 8] быстрорежущей сталив активной области токарный инструментуглеродистая сталь. Таким образом многослойнаяОбшивка выступил быстрорежущей сталипорошок для инъекций в расплава Ванна по CO2Непрерывная волна лазера подключены к x-y-zcoordinate table.High-speed steel powder as addition materialmainly with 0.82%C, 4.7%Mo, 6.4%W,4.1%Cr, 2.02%V, 0.3%Mn was used as priorresearches emphasized a higher capacity ofthis material to be quenched since liquidphase, like specific case in laser cladding. [4].Carbon steel was used like base material.Optimal running found by laboratory testeswere used in order to make several lathertools by laser cladding. These lathe toolspresented a good behavior when steel facing.2. EXPERIMENTAL CONDITIONS„M2 Coldstream B-7800, Sweden” powderwith 0.82%C, 4.7%Mo, 6.4%W, 0.3%Mn,4.1%Cr, 0.32%Si, 2.02%V, Fe balance, aschemical composition for cladding was used.By sieving the granulometric fractions, insidethe 80÷90 µm range, were separated in orderto be used as addition material. Powder hadspherical shape, therefore, it provided a fluidfloating of addition material through theinjection system. Powder dried at 110oC for15 minutes before addition material feedinginside the injection system tank.Coatings were performed on 25 x 25 x 15mm3 samples made of 0.45% C carbon steelin improved condition.Laboratory trials were performed on a CO2continuous wave laser installation as GT-1400 W type, with coordinate working tableand running computer program, provided bydust injection system onto laser meltedsurface.For laboratory tests an 1100 W power laserbeam with 1.8 mm in diameter on machinedsurface was used, by which parallel stripspartly superimposed cladded. Final claddinglayer thickness resulted by superimposing of5 layers. In order to establish the optimallaser deposit running the addition materialflow and the sweeping speed of chargingsurface as well as transverse motion passvaried. In table 1 layers running conditionsand thickness for several experimentalrunning are given.Cladded layers were tested by: macroscopicanalysis on deposited layer surface as wellas in cross section to laser processingdirection after its metallographic preparation,chemical analysis by spectral methods,

Результаты (русский) 3:

нетрадиционные технологии Review - № 4 / 200740высокоскоростной лазерной облицовки на диск инструментом сталидэн не levcovici1 раду boiciuc2 санды рашкович м. levcovici3, константинgheorghie / 4резюмемногослойные облицовка путем инъекций высокоскоростных стали порошок с 0,82% с 4,7% мо, 6,4% - W,4.1% CR - V 2,02%, до 0,3% млн, как химический состав, растопленным баня CO2 непрерывного волнылазер с икс - игрек - координировать таблица была опробована, с тем чтобы повысить износостойкостьи жара доказывания инструментом активной поверхностей из 0,45% c стали.слои, сделанные различными лазер работает характеризовались макро - и микроструктураанализ, а также этап анализа качества на рентген diffractometry, microhardening анализ ипоиск по твердости поверхности, покрытые слоем в целях установления оптимальной облицовки бежать.станокинструменты, сделанные этой процедуры, показали хорошее поведение, когда стали формировать.ключевые слова: лазер, облицовки, износостойкости, порошок, микроструктуру, microhardening, токарные инструмент.1.введениев случае принятия станок инструмент высокоскоростныхстали важной частью тела - это не инструментво время процесса, но только передпоставил его в инструмент машины.решение, котороеудаляет этот недостаток представляетоблицовка [1, 2, 3, 6, 7, 8] высокоскоростных стальв активной области диск средством, сделанныеуглеродистой стали.таким образом, многослойныхоблицовка выступил высокоскоростных стальпорошок инъекции в снег, баня CO2непрерывная волна лазерных с икс - игреккоординировать в таблице.быстрорежущая сталь порошок, как того материала,в основном с 0,82% с 4,7% мо, 6,4% - W,4.1% CR - V 2,02%, до 0,3% млн была использована в качестве предварительногоисследователи подчеркнули, повышение потенциалаэтот материал будут удовлетворены, поскольку жидкостьэтап, как конкретно в лазерных облицовки.[4].углеродистой стали использовать как основной материал.оптимально работает нашли лабораторных семенникииспользуются для того, чтобы сделать несколько позжеинструменты, с помощью лазера облицовки.эти инструменты станокпредставил хорошее поведение, когда стали сталкиваться.2.экспериментальных условиях"м2 колдстрим b-7800, швеция" порошокс 0,82% с 4,7% мо, 6,4% - W, 0,3% млн.4.1% CR - 0,32% (2,02% V, фе баланса, какхимический состав для облицовки используется.в результате просеивания в granulometric фракций внутри80 ÷ 90 мкм квоты были разлучены сдля использования в качестве того материала.порошок былсферическая форма, поэтому она стала жидкостьплавучие из того материала черезсистемы впрыска.порошок сушеных на 110oc дляза 15 минут до того материала, питаниевнутри системы впрыска танк.покрытий, были проведены по 25 x 25 х 15мм3 образцы из 0,45% c углеродистая стальулучшить состояние.лабораторные испытания были проведены на CO2непрерывная волна лазерной установки, как GT -1400 вт типа, с координации рабочего столаи работает компьютерная программа, представленнаяпыль на лазерные системы впрыска растаял,поверхность.для лабораторных исследований 1100 вт мощности лазерасвета с 1,8 мм в диаметре на станкеповерхность была использована, в которой параллельные взлетно - посадочные полосычастично накладываются cladded.заключительный стентолщина слоя вследствие наложения от5 слоев.в целях обеспечения оптимальноголазер на хранение под управлением того материала,поток и радикальные скорость зарядкиповерхность, а также поперечной предложение пройтиразнообразны.в таблице 1 слои условий эксплуатации,и толщины несколько экспериментальныхуже получили.cladded слои были проверены: макроскопическийанализ на поверхности, а также слойкак в разрез с лазерной обработкипосле его metallographic направление подготовки,химический анализ с помощью спектральных методов,