Työkalujen Laserkorjauspinnoitus

Transkriptio

1 Työkalujen Laserkorjauspinnoitus Laser Workshop 2008, Nivala Markku Keskitalo Oulun yliopiston Oulun Eteläisen instituutin elektroniikan mekaniikan ja metallin tutkimusryhmä

2 Työkalujen laserpinnoitus Kuluneiden työkalujen korjaus Voidaan käyttk yttää perusaineena esimerkiksi halvempaa tai sitkeämp mpää teräst stä Työalueen pintaominaisuuksien parantaminen -kulumisen kesto -korroosionkesto -kitkaominaisuudet -tulenkesto

3 Laserpinnoituksen edut Tiivis pinnoite Kiinnitys hyvä verrattuna termiseen ruiskutukseen Pinnoiteaineen sekoittuminen vähäistv istä oikeilla pinnoitusparametreillä verrattuna pinnoitushitsaukseen

4 Laserpinnoituksen ongelmat Pieni pinnoiteaineen tuotto 1,0 mm paksuudella max 0,25 m 2 /h Tasomaisen kappaleen muodonmuutokset pinnoituksessa Kallis laitteisto Koulutustilanne

5 Pinnoiteaineet Metco 42C Diamalloy 1008 Metco 36 C Woka 5040 Metco 16 C

6 Pinnoitejauheiden ominaisuudet koaksiaalipinnoituksessa Partikkelikoko on oltava tasainen ja sopivan hieno Jauheen juoksevuus on oltava hyvä Holvaantuva jauhe virtaa epätasaisesti

7 Pinnoituslaitteisto Laserlaite Trumpf HLD 4002 diodipumpattu kiekkolaser Motoman UP50N robotti MT1-250 S2CX pyöritysp rityspöydällä Ø 600 µm m valokuitu Precitec YW 50 hitsauspää äähän n liitetty koaksiaalipinnoituspää ääimg_3399.jpg Sulzer Metco Twin 10 C kiekkosyötin tinimg_3400.jpg

8 Suuttimen korkeussää äätö Säätö yläasennossa Säätö ala-asennossa

9 Pinnoitusparametrit Laserteho, kw Jauheensyött ttönopeus, g/min Pinnoitusnopeus, mm/min Suutinetäisyys isyys Lasersäteen koko kappaleen pinnalla Sisäsuuttimen suuttimen ja ulkosuuttimen väliv Jauheensyötön n fokus -Suuttimen pituus, koaksiaalipää ään n tasonsää äätö Syött ttökaasun paine ja virtaus, Bar, l/min Koaksiaalikaasun paine ja virtaus, Bar, l/min Kiihdytyskaasun paine ja virtaus, Bar, l/min Limitys, mm

10 Esimerkki särms rmäyspuristimen yläty työkalun korjauspinnoituksesta Ursviken särmäyspuristimen yläty työkalu Perusmateriaalin kovuus 235 HV1kg Pinnoitteena Sulzer Metco 42 C, martensiittinen ruostumaton ter Pinnoitteen kovuus 510 HV1kg ruostumaton teräsnayte_48_kuva_001.jpg

11 Metco 42C jauheen ominaisuudet Metco 42C Chemistry: Fe 16Cr 2Ni 0.2C (AISI Type 431 stainless steel) Particle Size: µm ( mesh) Morphology: Water Atomized Corrosion resistant coating used mostly for repair and wear applications requiring a hard ground finish. The coatings may contain martensitic phases. Kovuus 35 HRC ruiskutettuna, Laserpinnoitettuna~50 HRC Hinta kohtuullisen halpa

12 700 Metco 42 C kovuusprofiili 600 Kovuus, HV 0,5, ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Etäisyys pinnasta, mm

13 Pinnoitusparametrit Teho, 2,0 kw Nopeus, 10 mm/s Suutinsarja/ulkosuutin, Pitkä/keskikoko Suutinetäisyys, isyys, 12,5 mm Jauheen fokus, + 4 mm Jauheensyött ttö,, 17g/min Kantokaasu, Argon, 4,5 l/min, 3 bar Suojakaasu, Argon, 10 l/min, 5 bar Kuljetuskulma, 5 5 sivulle vasten edellistä palkoa Limitys 3 mm

14 Työn n eteneminen Työstet stetään n yläty työkalun säteen s alueelta 0,5 mm poisaihio.jpgpois Luodaan pinnoitusrata SurfcamillaSrfcam.doc Srfcam.doc Tehdää ään n pinnoitusohjelma IGRIP- offline-ohjelmalla ohjelmalla -tuodaan kappaleen malli Solidworksista vrml-muodossa muodossa -tuodaan pinnoitusrata Surfcamista apt-muodossa -Kiinnitetään ja paikoitetaan kappale pyöritysp rityspöytään -Tehdään robottiohjelma ja kääk äännetään n se Motomanin kielellec avikielelle Koeajetaan ohjelma robotilla Asetetaan Jauheensyött ttö Pinnoitetaan kappale _ asf03.asf pinnoitettu.jpg Työstet stetään n kappale alkuperäisiin mittohin Viimeistellää ään n kappale hiomallavalmis.jpg

15 Pinnoitetun työkalun ominaisuudet Kova pinta Luistava ja tasainen Ei jätäj jälkeä ruostumattomaan levyyn

16 Kokeellisesti pinnoitettuja työkaluja

17 Levytyökeskuksen pistimen tyyny Pinnoite Metco 16 C Kovuus 800 HV

18 Pienisäteinen särmärinrin yläty työkalu Pinnoite Metco 42C

19 Kiitos! Kysymyksiä?