发动机缸体曲轴激光熔覆
激光熔覆技术及其技术特点
(1)冷却速度快(高达106K/s),属于快速凝固过程,容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相,如非稳相、非晶态等。
(2)涂层稀释率低(一般小于5%),与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合,通过对激光工艺参数的调整,可以获得低稀释率的良好涂层,并且涂层成分和稀释度可控;
潍坊市沪联电机维修有限公司,依托国内各大电机厂相关技术研究院联合成立,是维修大型高压电机、大型直流电机、整流子调速电机、冷冻电机、印刷机电机、汽轮发电机设备、牵引电机、进口电机的单位。
当今国内外对激光熔覆的研究大致从以下几个角度出发:一是激光熔覆的机理研究;二是激光熔覆工艺及其组织性能的研究;三是激光熔覆的应用研究。现对激光熔覆的各方面研究发展状况作以介绍,并指出其存在的主要问题及其今后的发展方向。
激光熔覆工艺及其组织性能的研究
激光熔覆工艺方法有两种类型:
1.一步法(同步法)该方法为在激光束辐照工件的同时向激光作用区送熔覆材料的工艺,它又有两种方法。
①同步送粉法:使用喷射送粉装置将单种或混合粉末送入熔池,控制粉末送入量和激光扫描速度即可调整熔覆层的厚度。由于松散的粉末对激光的吸收率大,热效率较高,可获得比其他方法更厚的熔覆层,容易实现自动化。国外实际生产中采用较多。
②同步送丝法:此法工艺原理虽与同步送粉法相同,但熔覆材料是预先加工成丝材或使用填充丝材。此法便利且不浪费材料,更易保证熔覆层的成分均匀性,尤其是当熔覆层是复合材料时,不会因粉末比重或粒度大小的不同而影响覆层质量,且通过对丝材进行预热的精细处理可提高熔覆速率;但是丝材表面光滑,对激光的反射较强,激光利用率相时较低。此外,线材制造过程较复杂,且品种规格少。
2.二步法(预置法)该法是在激光熔覆处理前,先将熔覆材料置于工作表面,然后采用激光将其熔化,冷凝后形成熔覆层。预置熔覆材料的方式包括:
①预置涂覆层:通常是应用手工涂敷,为经济、方便,它是用粘结剂将熔覆用粉末调成糊状置于工件表面,干燥后再进行激光熔覆处理。此法生产效率低,熔覆厚度不一致,不宜用于大批量生产。
②预置片:将熔覆材料的粉末加入少量粘结剂模压成片,置于工件需熔覆部位,再进行激光处理。此法粉末利用率高,且质量稳定,适宜于一些深孔零件,如小口径阀体,采用此法处理能获得高质量涂层。
激光熔覆加工技术的适用范围和应用领域非常广泛,几乎可以覆盖整个机械制造业,包括矿山机械、石油化工、电力、铁路、汽车、船舶、冶金、器械、航空、机床、发电、印刷、包装、模具、制药等行业。
1、矿山设备及其零部件的制造与再制造
矿山煤机设备用量大、磨损快,由于其工作环境恶劣,零部件损坏速度比较快,本公司主要经营激光制造与再制造的煤机设备零部件包括:三机一架
(1)采煤机:主机架、摇臂、齿轮、齿轮轴、各种衬套、铰接架、油缸、油缸座、导向滑靴、链轮、销轨轮、驱动轮、截齿等。
(2)掘进机:油缸、支架、轴、各种衬套、截齿等。
(3)刮板运输机:中部溜槽、过渡槽、齿轮箱体、齿轮、齿轮轴、螺旋伞齿轮、轴类零件等。
(4)液压支架:油缸、底座和支架等的铰接孔、各种衬套等。
激光熔覆是一种增材制造工艺,利用激光将性能涂层冶金结合到产品的基础材料上。该工艺使用激光创建基础材料的浅熔池。将涂层材料以粉末或线的形式引入该熔池中。来自激光器的能量随后熔化涂层材料的粘合材料,从而在涂层和基底材料之间形成真正的冶金结合。相同的技术可用于制造具有高度设计灵活性的3D部件,因为涂层仅沉积在彼此的顶部,从而形成一层一层固体部分。
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