激光熔覆技术在行业中的应用讲解
激光熔覆技术在行业中的应用讲解
激光熔覆技术在行业中的应用1、涡轮动力设备修复和改造在冶金、石油、化工、电力、铁路、船舶、矿山、航空等国民经济支柱产业中使用着大量的涡轮转动设备,例如:汽轮机、离心压缩机、轴流风机、螺杆压缩机、高炉透平发电 TRT 、烟气轮机、发电机、往复式压缩机、飞机发动机、地面燃机、水轮机、制氧机、水泵、柴油机、工业透平、增速机等等。
特别是 70年代末以来引进的大量进口涡轮转动设备(机组, 经过长周期各种工况条件下服役,因腐蚀、磨损和疲劳等因素,所有设备(机组均存在着使用中的损伤失效, 有的则处在报废或即将报废状态。
而常规的技术和工艺方法不能, 也不敢动及这些关键的、价值贵重的设备(机组,稍有失误将造成设备(机组失效和破坏, 从而带来的是潜在的巨大的产值和经济损失。
在钢铁冶金行业,涡轮转动设备 (机组是提供能源和动力的载体。
钢铁企业拥有的各种规格进口和国产的轴流压缩机(风机,单级、多级离心鼓风机、引风机、除尘风机、 H 型氧压机、氮压机、螺杆压缩机、自备电厂的各种型号汽轮机、高炉能量回收使用的单级、双级透平发电 TRT 机组、各种发电及电动机、大型水泵等涡轮动力设备。
再制造工程技术为这些重大关键设备(机组提供了安全可靠,质量保障,性能稳定提升的综合技术。
激光熔覆仿形技术和激光快速成形技术在这些关键设备和零部件修复及再造应用, 又使再制造工程技术得到发展。
例如, 2007年11月份,天津大族烨峤激光公司应用再制造工程技术和激光熔覆仿形技术修复津西钢铁公司 AV40-12型轴流压缩机的动、静叶片; 2008年 3月份,修复津西钢铁公司2MPG4.5-175/145型高炉透平“一拖二” 式 TRT 机组的动、静叶片并进行两台机组的拆装、调试和检测的全方位“交钥匙”工程。
现在,经修复的两台机组已经投入生产服役,运行良好,平稳可靠。
而且,采用激光熔覆仿形技术修复后的两台机组的所有动、静叶片都可比原设计制造的新叶片提高使用寿命 50-100%,仅此两台设备可为津西厂节省约 500多万元维修资金。
激光熔覆技术在交通工具制造中的应用研究
激光熔覆技术在交通工具制造中的应用研究激光熔覆技术，作为一种先进的表面修复和改性方法，已经在交通工具制造中得到广泛的应用。
它可以通过在金属表面熔化并喷射附加材料，实现对交通工具部件的修复、防护和改性，大大延长交通工具的使用寿命，提高其性能和可靠性。
本文将对激光熔覆技术的原理、应用以及在交通工具制造中的研究进展进行探讨。
激光熔覆技术的原理基于激光束与金属表面的相互作用。
激光束聚焦在金属表面，高能量密度使金属瞬间熔化，并通过喷射附加材料的方式实现对基体材料的修复和改性。
通过精确控制激光功率、扫描速度和附加材料的喷射量，可以实现对交通工具部件精准的修复和改性，同时具有高效、环保和可控制性的特点。
在交通工具制造中，激光熔覆技术主要应用于零部件的修复和加固，以及对交通工具的防护涂层的制备。
首先是零部件的修复和加固。
交通工具的零部件在长时间的使用过程中不可避免地会出现磨损、腐蚀等问题，传统的修补方法往往需要拆卸和更换部件，不仅成本高昂，而且时间消耗大。
而激光熔覆技术可以通过在磨损和腐蚀部位熔化喷射附加材料，进行修复和加固。
这种修复方法不仅可以在不拆卸部件的情况下实现，还可以精确控制修复区域的尺寸和材料成分，使修复后的部件具备与原始部件相当的性能。
其次是交通工具的防护涂层的制备。
交通工具在使用过程中暴露在多种恶劣环境下，例如高温、高速风噪等，容易受到磨损和腐蚀。
为了延长交通工具的使用寿命并提高其耐用性，需要对表面进行防护涂层的制备。
激光熔覆技术可以将高性能的防护材料喷射在交通工具的表面上，形成一层均匀密实的涂层。
这层涂层能够有效抵御各种腐蚀介质和磨损作用，保护交通工具的表面免受损害。
此外，激光熔覆技术还可以通过改变附加材料的组分和结构，实现对交通工具材料性能的改良。
例如，通过添加一些特殊的合金元素，可以增加交通工具部件的强度和硬度，提高其抗疲劳和抗腐蚀性能。
另外，激光熔覆技术还可以实现多材料的组合，将不同性能的材料熔覆在一起，形成复合材料结构，以满足交通工具的复杂工况和多样化要求。
激光熔覆技术的原理和应用
激光熔覆技术的原理和应用激光熔覆技术是一种将一层或多层材料熔化并覆盖在基底材料表面的表面改性技术。
其原理是利用高能量激光束的热效应使材料熔化，并在凝固过程中形成一层新的材料。
激光熔覆技术广泛应用于工业领域，如航空航天、汽车、冶金和电子等领域，以提高材料的性能和延长其使用寿命。
激光熔覆技术的原理是利用激光束的高能量浓度使材料迅速升温并熔化，然后形成一层新的材料。
其主要步骤包括熔化、溶解和凝固三个阶段。
首先，激光束的高能量聚焦在材料表面，使其迅速升温并熔化。
接下来，激光束的移动速度决定了材料的溶解程度和覆盖层的厚度。
最后，在激光束的作用下，熔化的材料迅速凝固形成一层新的材料。
首先，它可以将多种材料熔融在一起，形成覆盖层。
这样可以在基底材料上形成一种新的材料，提高基底材料的性能。
例如，可以将陶瓷和金属熔融在一起，形成具有陶瓷硬度和金属韧性的覆盖层。
其次，激光熔覆技术可以在材料表面形成非常细小的晶粒结构。
这种细小的晶粒结构可以提高材料的硬度和抗磨损性能。
同时，细小的晶粒结构还可以提高材料的强度和耐腐蚀性能。
此外，激光熔覆技术可以在表面形成非常薄的覆盖层。
这种薄的覆盖层不会改变基底材料的尺寸和形状，从而提高工件的精度和形状精度。
同时，薄的覆盖层还可以减小材料的重量，并提高材料的导热性能。
其次，激光熔覆技术可以用于提高材料的性能。
例如，可以在金属表面形成陶瓷覆盖层，从而提高金属的硬度和抗磨损性能。
同时，还可以在材料表面形成耐腐蚀的覆盖层，提高材料的耐腐蚀性能。
另外，激光熔覆技术还可以用于合金化处理。
例如，可以将两种或多种材料熔融在一起，形成具有多种性能的新材料。
这种合金化处理可以使材料具有更高的强度、硬度和耐磨性能。
总之，激光熔覆技术是一种重要的表面改性技术，可以提高材料的性能和延长使用寿命。
它的原理是利用激光束的高能量浓度使材料熔化，并形成一层新材料。
应用领域广泛，包括零件修复和再制造、提高材料性能和合金化处理等。
激光熔覆技术在医疗器械制造中的应用研究
激光熔覆技术在医疗器械制造中的应用研究激光熔覆技术是一种利用高能激光束将金属粉末熔化喷射到基体表面形成涂层的先进制造技术。
该技术具有高效、精确、低污染等特点，在医疗器械制造领域中有着广泛的应用。
本文将探讨激光熔覆技术在医疗器械制造中的应用研究进展，并对其优势和挑战进行分析。
首先，激光熔覆技术在医疗器械制造中的应用涵盖了多个领域。
例如，激光熔覆技术可以应用于人工关节的制造。
通过在钛合金表面形成具有良好生物相容性和机械性能的涂层，可以增加人工关节的使用寿命和功能。
此外，激光熔覆技术还可以制造医用牙科种植体，提高牙齿种植的成功率和种植体在口腔环境中的稳定性。
另外，激光熔覆技术还可以制造医用显微镜、手术钳等手术器械，提高手术的精确性和效果。
其次，激光熔覆技术在医疗器械制造中的应用带来了许多优势。
首先，激光熔覆技术可以制造出具有良好生物相容性的涂层。
通过选择合适的金属粉末和控制激光参数，可以在基体表面形成与人体组织相容性良好的生物材料涂层，降低了人体对医疗器械的排异反应，提高了材料的生物相容性。
其次，激光熔覆技术可以制备具有良好机械性能的涂层。
通过调节激光熔覆过程中的功率和速度等参数，可以控制涂层的组织结构和显微硬度，提高了医疗器械的使用寿命和功能。
此外，激光熔覆技术还可以制造出复杂形状的医疗器械。
激光熔覆技术可以通过精确的控制激光束的形状和大小，实现对复杂形状的器械进行一次性成型，减少了人工加工的工序和成本，提高了生产效率。
然而，激光熔覆技术在医疗器械制造中仍面临着挑战。
首先，激光熔覆技术的设备和材料成本较高。
激光设备价格昂贵，激光熔覆所需的金属粉末价格也较高，这会增加医疗器械的制造成本。
其次，激光熔覆过程中的热效应对器械表面质量和机械性能有影响。
激光熔覆过程中，由于高能激光束的作用，可能会导致涂层表面出现熔化和气孔等缺陷，降低涂层的质量。
此外，激光熔覆过程中产生的热效应也可能导致基体表面的残余应力增加，降低材料的机械性能。
激光熔覆技术在工业中的应用讲解
激光熔覆技术在工业中的应用讲解激光熔覆技术是近年来兴起的一种先进的表面修复技术，广泛应用于工业领域。
它通过利用高能量激光束瞬间熔化金属粉末，将其喷射到被修复表面上，形成一层均匀、致密的覆盖层。
下面将详细讲解激光熔覆技术在工业中的应用。
首先，激光熔覆技术在工业机械领域的应用非常广泛。
机械设备在长时间使用过程中，由于摩擦、磨损等因素会导致关键零部件表面破损，这时可以使用激光熔覆技术进行修复。
通过熔覆修复，可以恢复零部件的原有尺寸和功能，提高设备的使用寿命，减少维修成本。
例如，汽车发动机缸套、齿轮、轴承座等关键零部件的破损，可以通过激光熔覆技术进行修复，延长设备的使用寿命，减少零部件更换成本。
其次，激光熔覆技术在航空航天领域的应用也非常重要。
航空航天设备通常需要具备轻量化、高强度和耐高温等特点，而激光熔覆技术可以在零部件表面形成一层高质量的覆盖层，达到这些要求。
例如，航空发动机的涡轮叶片，由于高温和高速气流的冲击，容易发生破损。
使用激光熔覆技术进行修复，可以在叶片表面形成一层高温耐磨的覆盖层，提高叶片的耐久性和性能，确保发动机的正常运行。
此外，激光熔覆技术还被广泛应用于模具制造和修复领域。
模具在使用过程中容易磨损、变形或受损，影响产品质量和生产效率。
激光熔覆技术可以快速修复模具表面，恢复其原有的形状和尺寸。
通过激光熔覆修复，可以减少模具更换频率，节约生产成本。
同时，激光熔覆技术还可以通过在模具表面形成特殊的功能性覆盖层，如耐磨、抗腐蚀等，提高模具的使用寿命和性能。
另外，激光熔覆技术在船舶制造和维修领域的应用也非常重要。
船舶船体和螺旋桨等重要部件长期在海洋环境下工作，容易受到海洋生物腐蚀、磨损和冲击等影响。
通过激光熔覆技术的修复，可以为船舶提供一层具有抗腐蚀、耐磨和防污性能的表面涂层，延长船舶使用寿命，并降低维修成本。
总结来看，激光熔覆技术在工业中的应用非常广泛。
无论是机械设备、航空航天器、模具还是船舶等领域，都可以利用激光熔覆技术进行零部件的修复和表面涂层的加工。
浅述激光熔覆技术的应用
浅述激光熔覆技术的应用【摘要】激光熔覆技术是一种先进的表面修复和涂覆技术，应用广泛。
在汽车制造领域，激光熔覆技术可以提高汽车零部件的耐磨耐蚀性能；在航空航天领域，可以用于修复和加固飞机引擎零部件；在能源装备领域，可用于延长发电设备的使用寿命；在模具制造领域，可以提高模具的耐磨性和使用寿命；在机械制造领域，可以提高机械零部件的表面硬度。
激光熔覆技术的应用为各个领域带来了更高的效率和更长的使用寿命，并且随着技术的不断发展，其应用领域还将继续扩大。
激光熔覆技术的发展前景十分广阔，为各行业的发展带来了新的机遇和挑战。
【关键词】激光熔覆技术, 应用领域, 汽车制造, 航空航天, 能源装备, 模具制造, 机械制造, 发展前景1. 引言1.1 激光熔覆技术简介激光熔覆技术是一种通过激光束熔化表面材料并与基体材料相融合的先进表面处理技术。
它可以在不改变工件整体性能的情况下，通过在表面形成具有良好性能的合金层或涂层来提高工件的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度。
激光熔覆技术具有热影响区小、熔覆层与基体结合强度高、成形能力强等优点，因此在各个行业得到广泛应用。
激光熔覆技术的基本过程包括准备基体表面、激光预热、激光熔覆合金粉末等步骤。
通过控制激光功率、扫描速度和熔覆层厚度等参数，可以实现对熔覆层性能的调控，从而满足不同工件的需求。
随着激光技术的发展和应用领域的不断扩大，激光熔覆技术在汽车制造、航空航天、能源装备、模具制造和机械制造等领域都有重要应用，为各行各业提供了高效、精密的表面处理解决方案。
随着材料科学、激光技术和工程技术的进步，激光熔覆技术的发展前景将更加广阔。
2. 正文2.1 汽车制造领域的应用激光熔覆技术在汽车制造领域的应用广泛而重要。
通过激光熔覆技术，汽车制造商可以实现高精度、高效率和高质量的零件制造。
这对于汽车行业来说至关重要，因为汽车零件的质量直接影响到汽车的性能和安全性。
在汽车制造中，激光熔覆技术可以用于修复受损零件、增强零件表面硬度和耐磨性、提高零件的耐蚀性能等。
激光熔覆技术的原理和应用
激光熔覆技术的原理和应用1. 激光熔覆技术的简介激光熔覆技术是一种常用于金属表面改性和复合材料制备的先进加工技术。
它利用高能激光束对工件表面进行局部熔化，使金属或合金液态化并与基材相互混合，形成一层高质量的涂层。
激光熔覆技术具有熔化速度快、固化快、热影响区小、涂层与基材结合强等优点，因而在航空航天、汽车制造、能源装备等领域得到广泛应用。
2. 激光熔覆技术的原理激光熔覆技术的实质是利用高能激光束对工件表面进行局部加热，使其达到熔点，然后进行快速冷却，使其凝固成为一层均匀致密的涂层。
其原理主要包括以下几个方面：2.1 激光加热高能激光束在与工件表面接触时，光能转化为热能，使工件局部区域温度升高。
激光加热具有高度集中的特点，可以实现对工件表面的高温局部加热，而对其他区域几乎没有热影响。
2.2 金属熔化通过激光加热，金属或合金在达到熔点的条件下发生熔化。
激光熔化的特点是熔池温度高、熔池容积小、凝固速度快。
这使得熔化的金属能够在非常短的时间内冷却并固化，形成一层均匀致密的涂层。
2.3 冷却和凝固金属熔池在短时间内冷却并凝固形成固体涂层。
冷却速度的快慢直接影响涂层的组织结构和性能。
激光熔覆技术的快速冷却速度可以避免大晶粒的形成，并在晶界处形成细小的析出相，提高涂层的强度和硬度。
3. 激光熔覆技术的应用激光熔覆技术在多个领域有着广泛的应用，下面列举了其中一些典型的应用：3.1 表面修复和修饰通过激光熔覆技术可以对损坏的金属零件进行修复和修饰。
激光熔覆可以填充表面缺陷、修复裂纹，提高零件的使用寿命和性能。
3.2 硬质合金涂层制备激光熔覆技术可以在金属基材表面涂覆硬质合金材料，提高金属零件的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性。
硬质合金涂层广泛应用于机械零件、切削工具等领域。
3.3 功能性涂层制备通过激光熔覆技术可以在金属基材表面制备各种功能性涂层，如热障涂层、阻尼涂层、导电涂层等。
这些涂层可以为金属零件赋予新的性能和功能，拓展其应用范围。
激光熔覆的应用及前景
激光熔覆的应用及前景激光熔覆是一种通过激光束将金属、塑料等材料熔化后与基体表面融合的表面处理技术。
它具有高精度、高效率、低热影响区等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备、工具刀具、冶金等行业。
激光熔覆技术未来的前景十分广阔，以下是详细分析。
首先，激光熔覆在航空航天领域具有重要应用前景。
航空航天工业对材料的性能要求极高，激光熔覆技术可通过在零件表面形成高硬度、高粘附力的涂层，提高零件的耐磨、耐腐蚀、抗高温等性能，从而延长零件使用寿命，提高飞行器的可靠性和安全性。
其次，激光熔覆在汽车制造行业有广泛应用前景。
随着汽车工业的快速发展，对零部件的耐磨、耐腐蚀性能要求也越来越高。
激光熔覆技术可以在发动机缸套、活塞环、气门座圈等部位形成高硬度、低摩擦系数的涂层，大幅提高汽车的使用寿命和性能。
此外，激光熔覆还可以应用于汽车车身和零部件的表面美化处理，如通过激光熔覆技术在汽车外壳上形成金属漆等不锈钢涂层，提高汽车的外观质量。
再次，激光熔覆在电子设备制造行业有重要的应用前景。
随着电子设备的迅猛发展，对导电、散热性能的要求越来越高。
激光熔覆技术可以在电子器件的金属基板上形成导电层，提高电路板的导电性能；同时，激光熔覆还可以在电子散热器上形成高散热系数的涂层，有效提高散热效果。
此外，激光熔覆还可用于电子产品的表面装饰，如手机外壳、电脑键盘等。
此外，激光熔覆在工具刀具制造领域有广泛的应用前景。
工具刀具是生产加工的重要工具，对耐磨性、切削性能要求极高。
激光熔覆技术可以在刀具表面形成高硬度、高温硬度的涂层，提高刀具的耐磨性、切削性能以及抗热疲劳性能，从而提高刀具的使用寿命和可靠性。
最后，激光熔覆还可应用于冶金领域。
冶金材料的性能直接影响到汽车、航空航天等重要行业的发展。
激光熔覆技术可以在金属材料的表面形成覆盖层，改善材料的性能。
特别是在高温、高压、高腐蚀等恶劣环境下，通过激光熔覆技术形成的保护层可以提高材料的耐蚀性、耐高温性能和机械性能，从而提高材料的应用范围和效率。
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激光熔覆技术在行业中的应用1、涡轮动力设备修复和改造在冶金、石油、化工、电力、铁路、船舶、矿山、航空等国民经济支柱产业中使用着大量的涡轮转动设备,例如:汽轮机、离心压缩机、轴流风机、螺杆压缩机、高炉透平发电 TRT 、烟气轮机、发电机、往复式压缩机、飞机发动机、地面燃机、水轮机、制氧机、水泵、柴油机、工业透平、增速机等等。
特别是 70年代末以来引进的大量进口涡轮转动设备(机组, 经过长周期各种工况条件下服役,因腐蚀、磨损和疲劳等因素,所有设备(机组均存在着使用中的损伤失效, 有的则处在报废或即将报废状态。
而常规的技术和工艺方法不能, 也不敢动及这些关键的、价值贵重的设备(机组,稍有失误将造成设备(机组失效和破坏, 从而带来的是潜在的巨大的产值和经济损失。
在钢铁冶金行业,涡轮转动设备 (机组是提供能源和动力的载体。
钢铁企业拥有的各种规格进口和国产的轴流压缩机(风机,单级、多级离心鼓风机、引风机、除尘风机、 H 型氧压机、氮压机、螺杆压缩机、自备电厂的各种型号汽轮机、高炉能量回收使用的单级、双级透平发电 TRT 机组、各种发电及电动机、大型水泵等涡轮动力设备。
再制造工程技术为这些重大关键设备(机组提供了安全可靠,质量保障,性能稳定提升的综合技术。
激光熔覆仿形技术和激光快速成形技术在这些关键设备和零部件修复及再造应用, 又使再制造工程技术得到发展。
例如, 2007年 11月份,天津大族烨峤激光公司应用再制造工程技术和激光熔覆仿形技术修复津西钢铁公司 AV40-12型轴流压缩机的动、静叶片; 2008年 3月份,修复津西钢铁公司 2MPG4.5-175/145型高炉透平“一拖二”式 TRT 机组的动、静叶片并进行两台机组的拆装、调试和检测的全方位“交钥匙”工程。
现在,经修复的两台机组已经投入生产服役,运行良好,平稳可靠。
而且,采用激光熔覆仿形技术修复后的两台机组的所有动、静叶片都可比原设计制造的新叶片提高使用寿命 50-100%,仅此两台设备可为津西厂节省约 500多万元维修资金。
近两年来, 采用再造应用工程技术和激光熔覆技术及快速成形技术等高新技术为宝钢、鞍钢、本钢、首钢、武钢、唐钢、太钢、攀钢、包钢等全国近 95%钢铁企业修复和改造大量的涡轮转动设备(机组,特别是各种进口的关键机组(设备。
为各企业保障设备的正常有效运转,提高了设备的使用寿命,延长了其服役周期。
同时, 也为钢铁行业各企业节约了大量维修费用,创造了可观的经济效益。
2、高载荷、低转速、高精度、高合金零部件的修复和强化钢铁企业炼钢、各种热轧、冷轧生产线、镀锌线等生产过程中使用着大数量的高载荷、低转速、高精度、高合金的承载设备,其零部件在生产工况环境下服役,产生腐蚀、磨损和疲劳损伤或失效报废。
而这些大量的设备零部件在钢铁生产中形成了最大的生产消耗, 占据着非常大的生产成本和资源浪费。
据初步估算, 全国钢铁行业每年仅各种轧钢生产线上的重要零部件消耗达 100亿元。
传统办法主要是更换这些设备零部件, 甚至因零部件无法使用报废或者更换整机,必须储备大量的备件, 占用巨额的资金和资源。
同时,损伤失效和报废的零部件或者整机基本上作为废品处理,如此连锁叠加造成的资源和资金浪费非常惊人。
激光熔覆技术、激光快速成形制造技术、激光纳米合金化和表面强化技术等高科技技术的有效应用, 为这类设备和零部件的修复再造开辟了一条崭新的途径。
既能使失效或报废设备及零部件“起死回生” , 又可以使新品延长使用寿命, 甚至可以达到多寿命周期的效果。
例如:在冷、热轧钢各种生产线上使用的传动接轴、叉头、中间轴、传动齿轮、万向节、扁头套、轧辊轴、飞剪、辊端轴套、卷取机弹簧座箱,减速机齿轮轴和壳体等等大量易磨损和疲劳零部件, 经过激光仿形熔覆技术和快速成形技术修复后, 使用性能恢复了原有新件的技术指标。
而且, 大部分又可以提高其使用寿命周期。
有则, 可以多次修复, 达到多使用寿命周期的效果。
轧钢生产线上的各种轧辊、输送辊、支承辊、竖辊、导向辊、沉浮辊等辊轴类零部件,采用各种锻合金钢、铸合金钢、合金铸铁、球墨铸铁等不同材质制造。
各种轧辊类件均使用在具有高温、高变载荷、冷热交变、腐蚀、磨损及疲劳工况条件下。
据初步统计,全国钢铁企业每年各种轧辊消耗约 80-100亿元。
采用激光纳米陶瓷合金化和激光复合强化技术进行表面强化处理,提高了表面的强度、硬度、耐磨、热稳定性和红硬性及耐腐蚀、耐疲劳等性能指标, 有效地提高轧辊的过钢量。
经多家钢铁企业应用, 一般使轧辊等各种辊类使用寿命可提高 50%至数倍。
例如:轧制中厚钢板和薄板的冷热生产线上大量使用的支承辊, 重量从 30多吨至 120多吨, 支承辊分别由铸钢和锻钢制造。
目前其中大型支承辊很多依赖进口。
支承辊属于被动辊, 在其工作服役中承受复杂的应力作用。
运行时其前方受挤, 正下方受压, 后方受拉, 深层受剪切应力作用。
因此,支承辊在工作时,接触点附近承受挤、压、拉、切等交变载荷作用,辊身工作部位产生剥落, 产生剥落的部位是辊身最大受力部位。
已经失效的小型支承辊传统的维修方法是采用电弧堆焊。
经此种方法修复后的支承辊使用性能和使用寿命都无法达到新辊的水平。
大型支承辊目前采用常规的电弧堆焊方法还无法修复, 只能做报废处理。
采用激光快速成形技术可以修复各种规格和材料制造的支承辊, 可以根据各类型支承辊的材质和使用性能要求, 设计和使用优于原辊身材质的激光快速成形用合金材料, 使修复后支承辊身强度、耐磨性、耐腐蚀、耐疲劳性等指标和使用寿命均优于制造新支承辊。
国内按目前每年产钢 4. 7亿吨计算,每年消耗支承辊约 10亿元。
激光快速成形技术和再制造工程技术可以创造非常可观的经济效益及深远的社会效益。
实践证明,如果将轧辊表面进行激光淬火处理,其硬度可由原来的 68HSD 上升到 78~82HSD, 轧辊寿命也原来的 8小时更换一次提高到 24小时更换一次,仅此一项就可以降低钢铁企业轧辊消耗成本约 50%, 提高钢铁企业轧钢产量 5%~10%, 这一效益根据轧钢的规模不同效益在 8000万元到 3亿元之间。
根据测算,武汉大族金石凯激光公司生产的一套 10kW 轧辊激光热处理熔覆设备一年的运行成本约为127.7万元,而每套设备一年可处理轧辊面积约 7560平方米,单位处理成本约为0.17元 /平方厘米。
以一根直径为 35厘米,长 250厘米的轧辊为例,一次激光淬火成本不超过 4700元,而使用时间则可延长三倍。
而通过对废旧轧辊的熔覆修复处理更可以使其变废为新,给企业带来巨大的经济效益。
3、汽车覆盖件大型模具激光修复与强化在汽车工业中, 汽车覆盖件如驾驶室、引擎盖等部件都是通过冲压成型的,而机械冲压对模具的磨损和破坏性很大。
模具一旦磨损, 冲压出来的产品质量就会下降, 为此必须更换新的模具, 从而造成模具的浪费和消耗很大, 如何提高模具的使用寿命成为该类企业降低生产成本、提高经济效益的重要途径和方法。
此前,由于该类模具比较大,进行热处理比较困难。
很多企业往往不进行热处理或采用火焰法进行处理, 效果往往很不理想。
而受到技术条件的限制,激光热处理方法在此类大型模具上也少有应用。
武汉大族金石凯激光系统有限公司开发的大型模具激光热处理设备,采用高功率 CO 2激光结合数控机床等设备对各种重型汽车拉深、翻边、修边等模具进行表面淬火, 以及对各种模具在使用过程中出现的裂纹、划伤、磨损、崩塌进行激光熔凝、合金化熔覆等表面强化工艺处理,使其抗磨损性能及损伤阀值得到较大提高,硬度比淬火前提高约 2.5倍,并得到 0.2~ 0.4mm 的淬火层深,从而提高了工件的耐磨性能 3~5倍,大幅延长模具的使用寿命,减少模具的消耗; 同时, 该设备还能对表面已经损伤或出现裂纹、崩塌的模具进行激光熔覆修复, 使其重新得以利用,变废为新。
因此, 激光熔覆技术的应用能大幅降低汽车覆盖件的生产成本, 提高产品质量, 是汽车零配件生产企业的重要技术装备。
其普遍应用, 对推进我国汽车零配件行业及相关其它行业的技术改造、提高经济效益、提高我国这些行业加入 WTO 后的竞争力具有非常重要的意义。
4、矿山机械零件的激光强化与修复采掘机截齿截齿是采掘机组上直接切割煤岩的关键零件, 属易损件。
其失效方式主要是磨损失效, 磨损失效的主要形式为截齿端部基体磨损, 导致合金头剥落。
一般的国内普通截齿抗磨损性能较差和较短的使用寿命较短的特点,从而加大了井下作业的强度,降低了生产效率。
因此,研制一种工艺先进、技术稳定, 并能提高截齿端部的耐磨性, 进而延长使用寿命的表面处理技术是十分必要的。
采用激光熔覆技术后,截齿平均显微硬度为 HV800,洛氏硬度为 65HRC ;激光合金化截齿的平均显微硬度为 HV1099,洛氏硬度为 70HRC ;激光淬火截齿的平均显微硬度为 HV750,洛氏硬度为 62HRC 。
激光熔覆和合金化工艺涂层与基体为冶金结合,结合强度高。
2008年,大族金石凯激光公司和合作伙伴采用 6KW 激光热处理熔覆设备激光强化截齿,并在新矿集团协庄煤矿掘进工作面进行工业应用实验。
实验巷道 203运输巷为半煤岩巷道,硬度为 5-6,断面尺寸为 9.8m²; 1403回风巷为半煤岩巷道,硬度为 5-6,断面尺寸为 11 m²。
激光熔覆截齿在 203巷道掘进 90米,后在 1403巷道掘进 60米,共开挖半煤岩 1542m³。
表面合金化截齿在 1403巷道掘进 260米,开挖半煤岩 2860 m³。
普通截齿在这种煤岩层只可以掘进 30-50米。
经试验,激光强化截齿端头表面硬度、耐磨度有明显提高,截齿使用寿命显著延长。
与普通截齿相比,激光熔覆截齿寿命延长了 3-4倍,表面合金化截齿寿命延长5-6倍。
激光技术在截齿表面工程技术上的应用, 是利用激光束能量高度集中、方向高度集中的特性, 在大气环境下进行无污染操作, 在廉价金属材料表面形成一层硬度高、无裂纹, 且与基体呈冶金结合的高性能涂层, 将金属良好的坚韧性和涂层材料的高硬度、高化学稳定性、高耐磨性结合起来,创新了高性能涂层的生产工艺。
应用抗磨损新型激光强化截齿, 可以减少截齿更换检修时间、提高生产效率, 同时又能节约大量的资金,对于建设节约性社会有着广泛而深远的意义。
矿用大型液压支架立柱国内普通立柱是通过表面镀烙方法, 来实现表面防生锈、防腐蚀, 因为镀烙层耐磨性差,其寿命为 1-1.5年,镀烙层会出现起皮、脱皮的现象,从而乳化液就会腐蚀立柱表面,影响液压支架的使用效果。
通过激光强化处理后的立柱,其基体表面硬度达到 HV410。
激光技术在立柱表面工程技术上的应用, 是利用激光束能量高度集中、方向高度集中的特性, 在大气环境下进行无污染操作, 在廉价金属材料表面形成一层硬度高、无裂纹, 且与基体呈冶金结合的高性能涂层, 将金属良好的坚韧性和涂层材料的高硬度、高化学稳定性、高耐磨性结合起来, 创新了高性能涂层的生产工艺。