激光融覆:
激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化,并快速凝固后形成稀釋度較低,與基體成冶金結合的表面涂層,顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法,從而達到表面改性或修復的目的,既滿足了對材料表面特定性能的要求,又節約了大量的貴重元素。
與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比,激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點,因此激光熔覆技術應用前景十分廣闊。
從當前激光熔覆的應用情況來看,其主要應用于兩個方面:一,對材料的表面改性,如燃汽輪機葉片,軋輥,齒輪等;二,對產品的表面修復,如轉子,模具等。有關資料表明,修復后的部件強度可達到原強度的90%以上,其修復費用不到重置價格的1/5,更重要的是縮短了維修時間,解決了大型企業重大成套設備連續可靠運行所必須解決的轉動部件快速搶修難題。另外,對關鍵部件表面通過激光熔覆**耐磨抗蝕合金,可以在零部件表面不變形的情況下大大提高零部件的使用壽命;對模具表面進行激光熔覆處理,不僅提高模具強度,還可以降低2/3的制造成本,縮短4/5的制造周期。
熔覆材料:目前應用廣泛的激光熔覆材料主要有:鎳基、鈷基、鐵基合金、碳化鎢復合材料。其中,又以鎳基材料應用較多,與鈷基材料相比,其價格便宜。
激光淬火:
激光淬火是利用激光將材料表面加熱到相變點以上,隨著材料自身冷卻,奧氏體轉變為馬氏體,從而使材料表面硬化的淬火技術.[1]
采用激光淬火齒面,其加熱冷卻速度很高,工藝周期短,不需要外部淬火介質.具有工件變形小,工作環境潔凈,處理后不需要磨齒等精加工,且被處理齒輪尺寸不受熱處理設備尺寸的限制等*特優點.
1.1 質量優勢
激光淬火的功率密度高,冷卻速度快,不需要水或油等冷卻介質,是清潔、快速的淬火工藝。與感應淬火、火焰淬火、滲碳淬火工藝相比,激光淬火淬硬層均勻,硬度高(一般比感應淬火高1-3HRC),工件變形小,加熱層深度和加熱軌跡容易控制,易于實現自動化,不需要象感應淬火那樣根據不同的零件尺寸設計相應的感應線圈,對大型零件的加工也無須受到滲碳淬火等化學熱處理時爐膛尺寸的限制,因此在很多工業領域中正逐步取代感應淬火和化學熱處理等傳統工藝。尤其重要的是激光淬火前后工件的變形幾乎可以忽略,因此特別適合高精度要求的零件表面處理。
1.2 技術特質
激光淬硬層的深度依照零件成分、尺寸與形狀以及激光工藝參數的不同,一般在0.3~2.0mm范圍之間。對大型齒輪的齒面、大型軸類零件的軸頸進行淬火,表面粗糙度基本不變,不需要后續機械加工就可以滿足實際工況的需求。
激光熔凝淬火技術是利用激光束將基材表面加熱到熔化溫度以上,由于基材內部導熱冷卻而使熔化層表面快速冷卻并凝固結晶的工藝過程。獲得的熔凝淬火組織非常致密,沿深度方向的組織依次為熔化-凝固層、相變硬化層、熱影響區和基材。激光熔凝層比激光淬火層的硬化深度更深、硬度要高,耐磨性也更好。該技術的不足之處在于工件表面的粗糙度受到一定程度的破壞,一般需要后續機械加工才能恢復。為了降低激光熔凝處理后零件表面的粗糙度,減少后續加工量,華中科技大學配制了專門的激光熔凝淬火涂料,可以大幅度降低熔凝層的表面粗糙度。現在進行激光熔凝處理的冶金行業各種材料的軋輥、導衛等工件,其表面粗糙度已經接近激光淬火的水平。
1.3 適用材料
激光淬火現已成功地應用到冶金行業、機械行業、石油化工行業中易損件的表面強化,特別是在提高軋輥、導衛、齒輪、剪刃等易損件的使用壽命方面,效果顯著,取得了很大的經濟效益與社會效益。近年來在模具、齒輪等零部件表面強化方面也得到越來越廣泛的應用。
納米復合電刷鍍技術:
激光淬火是利用激光將材料表面加熱到相變點以上,隨著材料自身冷卻,奧氏體轉變為馬氏體,從而使材料表面硬化的淬火技術.[1]
采用激光淬火齒面,其加熱冷卻速度很高,工藝周期短,不需要外部淬火介質.具有工件變形小,工作環境潔凈,處理后不需要磨齒等精加工,且被處理齒輪尺寸不受熱處理設備尺寸的限制等*特優點.
激光熔覆技術特點:
1.激光熔覆層與基體為致密冶金結合,結合強度高,不脫落。
2.加工過程熱影響區和熱變形小,不改變基材內部金屬性能。
3.可實現工件表面性能的定制,熔覆耐磨損、耐腐蝕、耐高溫等特殊功能層。
4.可制備由底層、中間層及表層組成的各具特點的梯度功能熔覆層。
5.適合的材料廣泛,常見各類鋼、合金鋼及鑄鐵均可加工。
6.加工過程自動化控制,工期短,質量穩定。
激光熔覆修復六大技術優勢:
1、 被激光熔覆修復的零部件變形小
2、 基材與熔覆材料為冶金結合,結合強度與母材相當
3、 熔覆層可達到無氣孔、疏松、夾雜、裂紋等缺陷
4、 可以根據零部件工況情況,設計配置特定性能的特殊材料,具有很強的靈活性
5、 由于可以在零部件的關鍵部位進行熔覆修復,因此可以節約大量貴金屬材料甚至戰略材料
6、 針對特大型零部件,可以根據實際情況進行現場熔覆修復
應用領域:
加工的零部件適合各種中高碳鋼、鑄鐵等材質,廣泛應用在石油化工、冶金、機車、航空航天、汽車、船舶、機械、制藥、發電、模具、印刷、包裝、電器等行業領域。
與一般熱處理相比,激光淬火七大技術優勢:
1、與常規淬火相比,激光淬火后的硬度要高1-5HRC。
2、 激光加熱和冷卻速度非常快,變形小。
3、 可對局部、溝槽、內壁、刃口等進行激光表面強化,可加工形狀復雜的零件。
4、 相變硬化層組織細密,位錯密度高,耐磨性更好。
5、 幾乎不破壞表面粗糙度,采用防氧化保護薄涂層。
6、 不需要加熱和冷卻介質,無污染,清潔環保,效果好。
7、 加工過程采用計算機控制,質量可靠,效率高。
應用案例:
各種齒條齒輪激光表面淬火硬化
包裝機械瓦楞輥、模切輥激光表面淬火硬化
液壓缸體激光表面淬火硬化
導軌、滾株絲杠激光表面淬火硬化
石油機械鉆桿接頭螺紋絲扣激光表面淬火硬化
軋輥激光表面強化硬化\激光熔覆修復
汽車以及其它行業的各種模具激光淬火硬化\激光熔覆修復
曲軸軸頸激光熔覆修復
乳化液泵泵體激光熔覆修復
轉子激光熔覆修復
風機動靜葉片激光熔覆修復
汽輪機變速大齒輪激光淬火\激光熔覆修復
壓鑄模具沖頭(壓射頭)激光表面淬火硬化
壓鑄模具料筒(柱塞套)內壁激光表面熔覆修復
石油機械螺桿鉆具中萬向軸殼體\扶正器\傳動軸\牙輪鉆頭\TC軸承激光熔覆修復耐磨帶
石油機械無磁鉆鋌激光表面熔覆修復耐磨帶
煤礦機械液壓支柱激光表面熔覆修復耐磨防腐層
發動機葉片激光表面沖擊強化
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