激光技术在冶金行业的应用

1、富通公司简介,上海富通激光工程技术研究所成立于2000年，由国外留学人员国内知名专家组建，专业从事激光技术应用、工艺研究、激光元件的设计、大功率激光器及成套设备的研发、生产和销售。公司拥有国内知名激光器研发专家、工艺与材料专家、机械装备专家、著名导光系统设计专家、高级工程师等高级科研队伍，技术人员占公司员工比例60%，不断进行科技创新和激光领域的探索，专业提供激光相变硬化(激光淬火)、激光熔凝、激光熔覆（激光修复）、 激光合金化、 激光表面复合处理、 激光焊接系统工程解决方案，解决技术难题。,1.富通激光表面工程技术,1.1 激光表面强化技术1.1.1技术原理 激光表面强化技术基于激光束的高能量密度加热和工件自冷却两个过程。 激光表面强化表层得到强化,可提高表层硬度、强度、耐磨性，同时又使心部仍保持较好的韧性，使工件得到结构性的性能组合。,1.1 激光表面强化技术,1.1.2技术特点 1.局部处理 2.硬度高 3.耐磨性好 4.热变形小 5.表层压应力 6.强化铸铁件、不锈钢件 传统热处理无法做到，或很难做到的技术领域，我们可以！,1.富通激光表面工程技术,1.2激光表面修复技术1.2.1技术原理 激光修复就是利用高能量密度的激光束，在因磨损而失效的工件表面上熔覆一层合金，使工件恢复原貌，具有甚至超过原来的使用性能。 熔覆过程是熔覆材料的冶金过程，基体表面微熔，熔覆材料和基体达到冶金结合。,1.2 激光表面修复技术,1.2.2技术特点 1.冶金结合层 2.热影响区和热变形小 3.根据需要定制表面性能 4.效率高 5.修复铸铁件,热喷涂组织,激光熔覆组织,富通集团激光表面工程技术,冶金1、轧机 卷曲机 破碎机 烧结机 剪机 减速机 压缩机 膨胀机 风机 泵 TKT 2、大宗消耗件,石油化工1、烟气轮机 压缩机 空压机 电机 工业汽轮机 抽油机2、泵类 阀类,电力柴油发电机 电机 压缩机 汽轮机 燃机 磨煤机 涡轮机 引风机 泵 阀,模具冲压、 注塑,机械机床 矿山机械 建材机械包装机械 食品机械 医药机械 纺织机械 减速机,船舶柴油机 电机 动力推进系统 风机 阀 泵,五金刀具 、量具,汽车发动机 变速箱,主体业务,战 略 财 务 国际业务 人 才 投 资 技 术 信 息 公共关系 市场,系统集成 北方大区销售 激光加工中心 当地资源整合,激光器 导光聚焦系统 合金材料 激光加工中心 当地资源整合,广州富通,北京富通,上海富通,GFT-I型,GFT-II型,GFT-III型,GFT-IV型,公司1995年研制出第一台激光加工机床，属国内首创，之后不断进行改进和创新，先后研制出四轴三联动、五轴三联动、六轴四联动机床适用于不同工况环境，居国内领先水平。,GFT系列机床,利用GFT系列激光表面处理设备及SHF3-I型激光加工流动工作站 已在冶金行业处理了八大类数百种消耗件，非冶金行业工件将近千余种的成功处理，寿命提高从50%到10倍，将企业盘活资产、节能降耗、实现新的经济增长点变为现实,富通公司成功研制的中国第一台激光加工流动工作站进入上海宝钢进行现场服务,宝 钢,2.富通激光应用实例,冶 金,利用激光淬火技术处理 1550冷轧辊轴承,冷轧辊,利用激光淬火技术处理 1550冷轧辊轴承,冷轧辊,冷轧辊,利用激光淬火技术处理 1550冷轧工作辊轴承,冷轧辊,利用激光熔凝技术处理 340轧辊,轧 辊, 350棒材轧辊,轧 辊,激光熔凝处理 400轧辊,轧 辊,500CrMo半无限冷硬铸铁轧辊经激光处理后过钢量提高50%80%,轧 辊, 600钢辊处理中, 600钢辊处理后,轧 辊,名称：600钢辊材质：ZU65CrNiMo或ZU70Mn2原始工况：HRc42左右，不耐磨。处理后效果：硬度达HRc55以上，过钢量成倍提。,70Mn2650轧机开坯辊 经激光处理后过钢量提高0.8倍,轧 辊,650轧机开坯辊,利用激光合金化技术处理 650轧辊,轧 辊,650轧辊，材质为70Mn2，处理后，使用寿命提高70%以上。,轨梁轧机950轧辊（155CrNiMo）激光处理后过钢量提高0.8倍,轧 辊,穿孔辊处理中,穿孔辊处理后,轧 辊,原始工况：原硬度HRc2530，每次轧制600吨/付，切削7次报废。处理后效果：硬度HRc6065，过钢量、使用寿命翻倍提高，大大降低用户生产成本。,穿孔辊,轧 辊,原始工况：原硬度HB220左右，光洁度较好，易磨损。处理后效果：硬度达HRc5255左右，保证了较高的光洁度和原始尺寸。,除鳞辊,轧 辊,炼轧厂对齐辊材质为45#钢,轧 辊,定径辊,角钢轧辊,轧 辊,轧 辊,角钢矫直辊,轧辊孔型激光合金化,轧 辊,材质：高NiCr无限冷硬铸铁加工效果：硬度HRC60过钢量提高50%以上,轧 辊,合金化扭转辊,带钢夹送辊,辊 套,辊套,输送辊道处理中,输送辊道处理后,辊 道,原始工况：原硬度HB170190左右，使用寿命一周就要填焊，经422焊条堆焊后硬度达HB270。处理后效果：硬度HRc4552，已投入运行三周，无异常。,输送辊道,激光处理孔型辊轴,轴 类,轴 类,6#轧辊轴,【损伤情况】:轧辊轴锥形轴径处修复，辊轴方头处有一处碰伤修复。,【修复后效果】;修复后达到技术标准要求，装机后运行正常。,修复前照片,修复后照片,轴 类,利用激光修复技术正在处理齿轮轴,轴 类,齿轮轴,【损伤情况】:齿轮轴两侧均磨损拉伤，形成磨损沟槽。,【修复后效果】;修复后达到技术标准要求，修复部位无缺陷。,修复前照片,修复后照片,轴 类,增速机齿轮轴,【损伤情况】:一根齿从根部断裂，占整长2/3左右，长度约145mm。,【修复后效果】;修复后达到技术标准要求，修复部位无缺陷。,修复前照片,修复后照片,利用激光修复技术处理长轴,轴 类,利用激光修复技术处理电机轴,轴 类,电力厂烟气轮机轴径激光修复,轴 类,利用激光修复技术处理高线蕊轴,轴 类,利用激光修复技术棱锥轴,轴 类,棱锥轴,利用激光修复技术处理棱锥轴,轴 类,利用激光相变技术处理细轴,轴 类,细轴,轴 类,蜗杆轴,【损伤情况】:蜗杆轴一端轴径磨损。,【修复后效果】;修复后达到技术标准要求，修复部位无缺陷。,修复前照片,修复后照片,轴 类,利用激光技术处理曲轴（处理前的清洗）,切割钢材用的锯片处理后使用寿命提高1倍以上,锯 片,激光处理后的锯片寿命提高1倍以上,锯 片,激光焊接金钢石锯片,热锯片1800,锯 片,激光处理后的锯片寿命提高1倍以上,锯 片,轧钢机导卫板激光处理后使用寿命提高23倍,高速线材轧机夹板,导 卫,烧结机固定滑板激光表面处理,车床床身导轨面激光处理,导 卫,激光处理导卫,导 卫,处理完的导卫,导 卫,800车轮原硬度HRC25激光处理后硬度提高到HRC50以上,车 轮,烧结机台车车轮,车 轮,680钢轮,处理前硬度：HRC3035,处理后硬度：HRC5056,680钢轮,风机转子,风机转子,修复后照片,修复前照片,风机转子,风机转子,修复前照片,修复后照片,风机叶轮,风机叶轮,修复前照片,修复后照片,风机转子,风机转子,修复前照片,修复后照片,气轮机转子,气轮机转子,修复前照片,修复后照片,压缩机转子,压缩机转子,修复前照片,修复后照片,轴流风机叶片,风机叶片,修复前照片,修复后照片,中南机械厂利用激光技术对缸套进行处理,缸 套,广钢利用激光技术正在处理缸套,缸 套,铣床主轴箱,主轴箱,加工后硬度:HL680720,加工前硬度:HB150250,弹簧座箱,弹簧座箱,修复前照片,修复后照片,科 研 队 伍,（上图）北京科技大学邹家祥教授（中）到激光加工中心进行指导工作。,（下图）中科院上海光机所苏宝蓉高工（女）、清华大学刘文今教授（中）等在对激光强化后的轧辊表面质量进行分析。,科 研 队 伍,上图右一是刘文今教授在八钢指导工作,下图右一是苏宝蓉教授在广钢激光加工现场,3.1知识产权体系,3.1.1专利 共获得专利 25 项，其中实用新型 20项，发明专利 5 项。,3.1.2专有技术 1、专有激光加工工艺技术 520 项 2、专有导光聚焦系统：7 类 3、专有合金材料：11 种 4、专有预处理剂：3 类 5、专有抛光液：1 类,3.1知识产权体系,3.1.3技术成果之一：轧辊激光处理技术为国际首创,3.1知识产权体系,3.1.3技术成果之二： 模具激光处理技术为国际首创,3.1知识产权体系,3.1.3技术成果之三： 瓦楞辊激光处理技术为国际首创,3.1知识产权体系,3.1.3 技术成果之四：中大模数齿轮的激光处理技术达到国际领先水平,3.1知识产权体系,3.1.3技术成果之五：导轨激光处理技术达到国际领先水平,3.1知识产权体系,3.1.3技术成果之六： 刀具激光处理技术达到国际领先水平,3.1知识产权体系,3.1.3技术成果之七：激光移动加工设备处于国内领先水平,3.1知识产权体系,3.1.3技术成果之八：缸套、活塞、曲轴激光处理技术处于国内领先水平,3.1知识产权体系,3.1.3技术成果之九： “冶金大宗消耗件激光强化设备和工艺”通过了冶金部的 科技成果鉴定,3.1知识产权体系,3.1.3技术成果之十： “模具专用激光加工成套设备”通过了广州市的科技成果鉴定,3.1知识产权体系,3.1.3技术成果之十一：多项成果获得国家级、广东省重点新产品荣誉称号，获各级政府奖励16项，并承担多项技术创新和技术改造科研项目。,3.1知识产权体系,3.1.3技术成