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高速激光熔覆,促內孔修復技術再升級

發布時間:2023-03-02 | 關注:2985 |

隨著現代工業的不斷發展壯大,零部件的工作環境趨于復雜化,對其表面的性能要求及尺寸精度也越來越高,零部件經過長時間的工作運轉之后,會出現接觸面的磨損,繼而對尺寸及性能也有一定的影響。當磨損達到一定的程度,超過其使用及安全上限時,則會導致此類零部件的失效。因此,零部件的不合格率逐年攀升。針對此類零部件的失效,如果直接報廢、以新換舊,會造成資源的大量浪費。為了改善這種現象,可對其失效零件的尺寸超差或性能待提升部位進行修復,大大提升零部件的再利用率,也充分符合了我國可持續發展戰略。零件的內孔磨損和腐蝕是常見的產品失效形式,采用傳統工藝對零件內孔進行修復的工藝難度大、修復質量欠佳,易導致零件報廢。因此,零件內孔的優質、高效修復是目前亟待解決的技術難題。

目前,內孔修復的常用技術主要有堆焊及激光熔覆。但由于采用堆焊時,往往會產生較大的內應力,零件的變形量也較大,尺寸超差大,修復效果不理想,尤其是對加工余量不足的產品,采用堆焊技術易導致零部件報廢。而激光熔覆技術相對于堆焊所產生的熱累積小,零件變形小。同時,熔覆材料的多樣化選擇也能保證其修復層性能可控。因此,采用激光熔覆技術進行內孔修復是較優的選擇。

傳統的激光熔覆主要是慢速熔覆,得到的熔覆層表面粗糙度較高,通常需要達到一定厚度才能滿足后續的加工要求,因此,可能會造成一定材料的浪費。同時,激光作用于基體上的時間較長,增大了熱輸入,變形及應力都會潛在增加。

為了解決這些問題,高速激光熔覆技術應運而生。高速激光熔覆是指通過改變激光和粉末的作用過程,將大部分激光能量作用于粉末上,粉末在到達熔池前處于熔化或半熔化狀態,從而減少粉末在熔池中存在的時間,大大減少對基體的熱輸入量。高速激光熔覆相較于傳統激光熔覆,具有以下優勢:1)熔覆效率高;2)熔覆層表面平整,光潔度高;3)可進行薄涂層熔覆(0.2-0.3mm)替代鍍鉻及中厚涂層熔覆(0.3-1.5mm),特殊情況下也可進行多層熔覆;4)熱輸入小,工件變形小,對于薄壁及小型零件的加工極具優勢。

內壁激光熔覆主要用于零件內孔或內壁的耐磨、耐蝕涂層制備或修復。我司針對某重要客戶的產品類型,研制了一套更為合理優秀的加工方案,對傳統內孔修復技術實現再升級——內孔高速激光熔覆。該技術可實現直徑120mm以上內孔連續加工作業,結合高速熔覆技術將加工效率提升至原來的2-10倍,實現了高效率內壁處理,特別適用于薄壁的處理及變形量要求高的產品。同時,熔覆層厚度靈活可控,可根據實際需要進行調整。

通過對高速激光熔覆層的顯微組織進行金相及硬度分析,可以看出高速激光熔覆獲得的顯微組織晶粒更加細小,晶粒越細化,性能越優良。熔覆層的硬度也可根據具體要求進行成分配比的調整,且硬度均勻,適用于各種硬度需求。

我司對內孔高速激光熔覆技術的開發進一步擴充了激光熔覆設備的加工潛力,該技術不僅可以實現質量可控,生產效率也大大提升,為內孔零件修復提供了新型解決方案。高速激光熔覆技術應用領域十分廣泛,涉及冶金、礦山機械、模具、機械制造、石化、輕工、能源、交通、汽車、五金工具及軍工等行業,我司仍不斷在薄壁高精度零部件修復、超耐蝕內壁金屬涂層等領域開展進一步研究,努力使高速激光熔覆技術持續為各行各業客戶服務,創造價值。


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