激光熔覆技术应用.doc

激光熔覆技术应用激光熔覆技术的应用实例 汽车大型覆盖件模具一般用合金铸铁制造。合金铸铁的特性不宜进行整体热处理，传统工艺采用火焰淬火，其淬火硬度为4050HRC。改用激光淬火，模具表面硬度可提高到5565HRC，硬化层有效深度为0.50.7mm，模具耐磨性大大提高，零件拉伤问题得到有效控制，模具在线维修率控制在4%以下。以前每批生产完成后均需对拉深模进行大面积推磨，现只是需要进行简单维护保养便可。 激光熔覆的研究工作始于20世纪70年代，1981年成功地应用于喷气发动机叶轮片。激光熔覆是利用高能的激光束在金属表面辐照，使涂覆材料熔化、扩展， 与基体结合并迅速凝固，在基材表面形成一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料。应用激光熔覆技术处理模具表面，既可以是对己加工成坯的制造模具进行表面 改性，也可以是对成形模具进行表面修复。 年月，宝钢自备电厂号机万千瓦汽轮机组中修时，发现两年前应用激光熔覆技术修复的汽轮机缸体部位仍然完好，从而验证了沈阳大陆激光技术有限公司激光熔覆专利技术作为一种数字化控制的微熔再冶炼工艺，对汽轮机修复是一种安全有效的方法。 年宝钢自备电厂号机停机检修时发现，高、中压段汽轮机缸体螺丝紧固处的根部角处，有长短不一的裂纹，最深处为毫米，缸体裂纹多达 条。电厂邀请电科院专家诊断分析，产生裂纹的主要原因是热疲劳，如果不进行裂纹处理就有可能继续向汽缸内延伸，从而形成穿透性裂纹导致汽缸体漏气，使汽轮 机无法正常工作。 电厂比较了几种修复汽轮机缸体的方案，认为氩弧焊热影响区大，容易变形，涂胶高温环境又不具备条件，而沈阳大陆激光技术有限公司提供的激光熔覆技术修 复汽轮机缸体是一种新技术、新工艺，这种工艺利用激光束聚焦能量极高的特点，瞬间将基体表面微熔，同时使基体表面预置的与基体材质相同或相近的熔铸层金属 粉末熔化，获得与基体为冶金结合的致密覆层，从而修复零件损伤、恢复几何尺寸要求及达到使用功能。激光熔覆的结合力为兆帕，比较喷涂、刷 镀、涂胶的结合力兆帕而言，结合力优势明显，激光熔覆技术的基体热影响区为毫米，比较氩弧焊的基体热影响区毫米而 言，加工后基本不变形的优势明显，同时激光熔覆可选用抗疲劳材料并可在现场直接作业。 沈阳大陆激光技术有限公司使用沈阳大陆柔性激光制造技术有限公司发明制造的，当前国际上最为先进的“基于全固态激光光源的移动式激光加工系统”、企业 独有的熔覆材料和加工工艺对缸体进行修复，基体材料在激光加工过程中表面微熔，微熔层为毫米，对基材的热影响区极小，熔覆层与基体均无粗大的铸造组 织，熔覆层及其界面组织致密，晶粒细小，无孔洞、无夹杂、无裂纹等。激光加工过程中工件本体温升不超过摄氏度，无热变形，当年使用这种新专利技术， 号机的件缸体仅用了天就完成了修复。经过着色探伤、磁粉探伤、超声检测，修复部位均达到技术要求。 应用激光熔覆技术现场修复汽轮机缸体，是多项高新技术的集成创新，为大型机组、大型金属结构部件现场修复提供了先进的技术手段。宝钢自备电厂应用激光熔覆专利技术修复的万千瓦汽轮机缸体历经两年依然运行完好，充分展示了运用这项技术在现场修复的实用性。激光热处理/熔覆技术在钢铁行业的应用实例1.常用轧辊的激光处理效果 锻钢辊 - 采用激光淬火与熔凝淬火技术，可以在锻钢辊表面获得硬度为59-63HRC,层深为2毫米以上的硬化层，因此可以大幅度提高轧辊的使用寿命。采用激光熔覆技术还可以对轧辊的辊面和轴颈进行修复。铸钢辊 - 采用激光淬火与熔凝淬火技术，可以在铸钢辊表面获得硬度为59-63HRC,层深为2毫米以上的硬化层，大幅度延长轧辊的使用寿命。采用激光熔覆技术还可以对轧辊的辊面和轴颈进行修复。 合金半钢轧辊 - 经过激光淬火、熔凝淬火、合金化处理后，表面硬度可以相应提高到45-54HRC。对于半钢制成的带钢粗轧辊、中轧辊等以及棒线材的粗轧、中轧辊，使用效果显著。采用激光熔覆技术还可以对轧辊轴颈进行修复。铸铁辊 - 采用激光淬火、熔凝淬火和激光合金化技术，可以在冷硬铸铁轧辊、无限冷硬铸铁轧辊表面获得高硬度、红硬性好的硬化层，因此可以大幅度提高轧辊的使用寿命。采用激光熔覆技术可以对铸造高铬钢轧辊 的轴颈进行修复。2.其它易损件的激光处理情况钢铁行业中的主要易损件还包括：夹送辊、输送辊、张力辊、飞剪、大型圆盘锯、行车轮、卷筒、助卷辊等。其主要材质、性能和适合激光加工的工艺要求见表 。工件名称使用材质主要性能要求适合激光处理的工艺夹送辊离心浇注球墨铸铁、无限冷硬铸铁，半钢35钢、45钢耐磨，耐热激光淬火、熔凝淬火与合金化，可采用激光熔覆实现轴颈修复，35钢、45钢完辊面修复。输送辊道实心锻钢，空心锻钢空心铸钢耐磨，耐热疲劳，耐冲击激光淬火、熔凝淬火、合金化和熔覆全套强化工艺，可以实现辊面与轴颈的修复。张力辊35钢、35CrMo钢一定硬度，综合机械性能好激光熔凝淬火、合金化和熔覆，可以实现辊面与轴颈的修复。飞剪CrMo工具钢高硬度，耐磨激光淬火大型圆盘剪70CrMo钢红硬性好激光淬火与合金化行车轮45钢、42CrMo钢一定耐磨性、综合机械性能好激光淬火助卷辊50CrV,45钢，20CrNiMo耐磨性好激光淬火、熔凝淬火、合金化和熔覆全套强化工艺，可以实现辊面与轴颈的修复。导位钢、铸铁耐磨性好激光淬火与熔凝淬火除鳞辊35CrMnMo、42CrMo钢耐磨性好，综合机械性能好激光淬火、熔凝淬火与合金化，可以用激光熔覆技术实现轧辊辊面和轴颈的修复。3.轧辊激光表面强化处理的应用实例金属材质激光处理前、后硬度等厚度磨损下工件使用寿命的提高所创造的直接经济效益前后ZG65CrNiMo工件40- 42 HSD70-80HSD 2.6倍降低消耗近50%70Mn2工件38 HSD80 HSD 2.5倍降低消耗近50%75CrMnMo工件42 HSD80 HSD 2.5倍降低消耗近50%低、中铬镍无限冷硬铸铁工件38 HRC53HRC6.6倍平均每降低消耗30%。（一般处理2期以后的工件）4.4倍低、中铬镍无限冷硬铸铁工件40 HRC55HRC2.6倍平均降低消耗40%。（新工件不处理）1.4倍半钢工件22 HRC40HRC2.