產品知識

  • 2022-09-20

    激光表面強化及再制造加工技術分類及簡介

    激光表面強化及再制造技術可以在不改變金屬零件表面金屬成分的條件下提高零件表面的機械性能,內孔熔銅也可以對金屬零件磨損或者拉傷的部位進行類同質熔覆修復、恢復形貌尺寸和性能,還可以對一些金屬零件關鍵部位添加合金或者陶瓷材料進行表面改性,大大提高該部位防腐耐蝕、、高溫抗疲勞等性能。激光表面強化及再制造技術特點:無污染、可控性好、熱影響區小、組織缺陷少、處理效果好、便于實現自動化。國內外廣泛使用的激光表面強化及再制造技術主要分三種:激光淬火、激光再制造(熔覆)、激光合金化。以下對這三類技術及特點簡單介紹:

    激光淬火技術

    量激光作為熱源,使金屬表面快熱快冷,瞬間完成淬火過程,得到高硬度、超細的馬氏體組織,提高表面的硬度及性,并且在表面形成壓應力,提高疲勞強度。圖2-4為幾種典型材料激光淬火層的組織和橫斷面硬度分布。

    淬火特點:變形小、形成殘余壓應力、硬度高、淬火層深度硬度可控、(無需水、油等淬火液)、易于實現自動化控制,該工藝不需添加功能合金材料。

    激光合金化技術

    采用量激光作為熱源,照射通過噴涂在工件表面預制好的超細金屬或金屬陶瓷合金化材料,使之在密度激光束作用下快速滲透熔凝,從而改變工件表面成分,獲得組織細密、高合金層,大幅提高工件高溫腐蝕條件下的性能。

    激光合金化特點:性能提升明顯、無需后續、成本低、變形小、速度快、便于實現自動化控制,激光合金化層的材料和性能可根據使用需要進行調整,工藝可塑性大,特別適合于鋼鐵行業熱軋輥的需求。

    激光再制造(熔覆)技術

    采用量激光作為熱源,金屬合金粉末作為焊材,通過激光與合金粉末同步作用于金屬表面快速熔化形成熔池,再快速凝固形成致密、均勻并且厚度可控的冶金結合層。激光熔覆層的材料和硬度可根據需要進行靈活調整,熔覆層材料通常分為鐵基、鎳基和鈷基三類。

    激光再制造(熔覆)的特點:熔覆層與基材冶金結合,強度高、稀釋率低、組織致密陷、變形小,可根據工件不同使用要求設計材料成分,并且厚度可控,以Z少的代價獲得Z佳的效果,充分體現“好鋼用在刀刃上”的理念。

    以上三種技術均可用于金屬零部件的制造和再制造,在新件的制造過程中對關鍵工作部位進行激光強化可取代傳統的工藝,并且性能傳統工藝所達到的效果。例如:汽車排氣門座在新件密封區域先進行減法車削,再進行加法式的激光熔覆一層高溫材料,其壽命可以提高4-6倍。對于已經磨損損壞的零件,對需要修復部位進行清理以后直接采用加法式的激光熔覆厚度的合金材料,同樣可以恢復尺寸并周期性提高使用壽命。

    二、激光表面強化及再制造技術在工業領域的應用

    目前,機器因關鍵零部件失效造成裝備故障損失較大,價值超過萬億元,而其中80%以上是因零件表面局部磨損、腐蝕等失效引起,而激光表面強化及再制造與制造新品相比,可節能60%,節材70%,節約成本50%,幾乎不產生固體廢物,大氣污染物排放量降低80%以上。激光再制造有利于形成“資源-產品-廢舊產品-再制造產品”的循環經濟模式,可以充分利用資源,保護生態環境。

    根據不同裝備的使用工況環境,激光表面強化主要提高金屬零部件以下三方面性能:、防腐、,涉及的領域有鋼鐵冶金、船舶、電力、石化、礦用機械、汽車等國民經濟支柱行業。

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