高速激光熔覆的应用市场

时间：2023-09-21

一、动力设备修复和改造

在冶金、石油、化工、电力、铁路、船舶、矿山、航空等国民经济支柱产业中使用着大量的涡轮转动设备，例如：汽轮机、离心压缩机、轴流风机、螺杆压缩机、高炉透平发电TRT、烟气轮机、发电机、增速机等等。特别是70年代末以来引进的大量进口涡轮转动设备，经过长周期各种工况条件下服役，因腐蚀、磨损和疲劳等因素，所有设备均存在着使用中的损伤失效，有的则处在报废或即将报废状态。而常规的技术和工艺方法不能，也不敢动及这些关键的、价值贵重的设备，稍有失误将造成设备失效和破坏，从而带来的是潜在的巨大的产值和经济损失。

在钢铁冶金行业，转动设备是提供能源和动力的载体。高速激光熔覆技术既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。钢铁企业拥有的各种规格进口和国产的轴流压缩机，单级、多级离心鼓风机、引风机、除尘风机、H型氧压机、氮压机、螺杆压缩机、自备电厂的各种型号汽轮机、高炉能量回收使用的单级、双级透平发电TRT机组、各种发电及电动机、大型水泵等涡轮动力设备。再制造工程技术为这些重大关键设备提供了，质量**，性能稳定提升的综合技术。激光熔覆形技术和激光快速成形技术在这些关键设备和零部件修复及再造应用，又使再制造工程技术得到发展。

近两年来，采用再造应用工程技术和激光熔覆技术及快速成形技术等为宝钢、鞍钢、本钢、首钢、武钢、唐钢、太钢、攀钢、包钢等全国近95%钢铁企业修复和改造大量的涡轮转动设备，特别是各种进口的关键机组。为各企业**设备的正常有效运转，提高了设备的使用寿命，延长了其服役周期。同时，也为钢铁行业各企业节约了大量维修费用，创造了可观的经济效益。

二、汽车覆盖件大型模具激光修复与强化

在汽车工业中，汽车覆盖件如驾驶室、引擎盖等部件都是通过冲压成型的，而机械冲压对模具的磨损和破坏性很大。模具一旦磨损，冲压出来的产品质量就会下降，为此必须换新的模具，从而造成模具的浪费和消耗很大，如何提高模具的使用寿命成为该类企业降低生产成本、提高经济效益的重要途径和方法。此前，由于该类模具比较大，进行热处理比较困难。很多企业往往不进行热处理或采用火焰法进行处理，效果往往很不理想。而受到技术条件的限制，激光热处理方法在此类大型模具上也少有应用。

因此，激光熔覆技术的应用能大幅降低汽车覆盖件的生产成本，提高产品质量，是汽车零配件生产企业的重要技术装备。

三、矿山机械零件的激光强化与修复

矿用大型液压支架立柱

国内普通立柱是通过表面镀烙方法，来实现表面防生锈、防腐蚀，因为镀烙层耐磨性差，其寿命为1-1.5年，镀烙层会出现起皮、脱皮的现象，从而乳化液就会腐蚀立柱表面，影响液压支架的使用效果。

激光技术在立柱表面工程技术上的应用，是利用激光束能量高度集中、方向高度集中的特性，在大气环境下进行无污染操作，在廉价金属材料表面形成一层硬度高、无裂纹，且与基体呈冶金结合的高性能涂层，将金属良好的坚韧性和涂层材料的高硬度、高化学稳定性、高耐磨性结合起来，创新了高性能涂层的生产工艺。

新型激光强化不锈钢立柱使用寿命是国内立柱的5-6倍，具有技术先进、安全性能高、生产能力强等**特点。应用新型激光强化不锈钢立柱，可以减少立柱换检修时间、提高生产效率，同时又能节约大量的资金，对于建设节约型社会有着广泛而深远的意义。

四、零部件的修复和强化

钢铁企业炼钢、各种热轧、冷轧生产线、镀锌线等生产过程中使用着大数量的高载荷、高转速、高精度、高合金的承载设备，其零部件在生产工况环境下服役，产生腐蚀、磨损和疲劳损伤或失效报废。而这些大量的设备零部件在钢铁生产中形成了大的生产消耗，占据着非常大的生产成本和资源浪费。据初步估算，全国钢铁行业每年仅各种轧钢生产线上的重要零部件消耗达100亿元。传统办法主要是换这些设备零部件，甚至因零部件无法使用报废或者换整机，必须储备大量的备件，占用巨额的资金和资源。同时，损伤失效和报废的零部件或者整机基本上作为废品处理，如此连锁叠加造成的资源和资金浪费非常惊人。

激光熔覆技术、激光快速成形制造技术、激光纳米合金化和表面强化技术等高科技技术的有效应用，为这类设备和零部件的修复再造开辟了一条崭新的途径。既能使失效或报废设备及零部件“起死回生”，又可以使新品延长使用寿命，甚至可以达到多寿命周期的效果。例如：在冷、热轧钢各种生产线上使用的传动接轴、叉头、中间轴、传动齿轮、万向节、扁头套、轧辊轴、飞剪、辊端轴套、卷取机弹簧座箱，减速机齿轮轴和壳体等等大量易磨损和疲劳零部件，经过激光形熔覆技术和快速成形技术修复后，使用性能恢复了原有新件的技术指标。而且，大部分又可以提高其使用寿命周期。有则，可以多次修复，达到多使用寿命周期的效果。

轧钢生产线上的各种轧辊、输送辊、支承辊、竖辊、导向辊、沉浮辊等辊轴类零部件，采用各种锻合金钢、铸合金钢、合金铸铁、球墨铸铁等不同材质制造。各种轧辊类件均使用在具有高温、高变载荷、冷热交变、腐蚀、磨损及疲劳工况条件下。据初步统计，全国钢铁企业每年各种轧辊消耗约80-100亿元。采用激光纳米陶瓷(原料:非金属矿物)合金化和激光复合强化技术进行表面强化处理，提高了表面的强度、硬度、耐磨、热稳定性和红硬性及耐腐蚀、耐疲劳等性能指标，有效地提高轧辊的过钢量。经多家钢铁企业应用，一般使轧辊等各种辊类使用周期可提高50%至数倍。

激光熔覆设备是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度较低，与基体成冶金结合的表面涂层，基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。

词条
词条说明
激光熔覆应用
激光熔覆技术是一种涉及光、机、电、计算机、材料、物理、化学等多门学科的跨学科。它由上个世纪60年代提出，并于诞生了**项论述高能激光熔覆的**。进入80年代，激光熔覆技术得到了迅速的发展，结合技术兴起的快速原型加工技术，为激光熔覆技术又添了新的活力。激光熔覆铁基合金粉末适用于要求局部耐磨而且容易变形的零件。镍基合金粉末适用于要求局部耐磨、耐热腐蚀及抗热疲劳的构件。钴基合金粉末适用于要求耐磨、耐蚀及
高速激光熔覆技术探讨
表面涂层技术，是防护机械设备及其关重件表面腐蚀、磨损等失效的重要和基本手段。虽然传统的涂层制备技术如电镀、热喷涂、堆焊等方法在个各工业领域中有大量应用，但也各有局限性。激光熔覆技术因具有清洁和涂层品异的特点而拥有大规模推广应用的潜力，但是传统激光熔覆技术的粉末利用率低、总体加工效率低、涂层及其零件精度低，使涂层成本偏高，从而制约了其大规模推广应用。1. 高速激光熔覆装备高速激光熔覆装备其
激光熔覆技术及设备
激光熔覆是指通过同步或预置材料的方式，将外部材料添加至基体经激光辐照后形成的熔池中，并使二者共同快速凝固形成包覆层的工艺方法。激光熔覆设备可以实现激光熔覆、激光表面热处理、激光表面合金化等工艺。设备主要包括：熔覆主机机床、托辊架、激光器、冷水机、稳压器、送粉器。激光熔覆特点:熔覆层稀释度低但结合力强，与基体呈冶金结合，可基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化或电气特性，从而达到表面改性或修复的目的
激光熔覆防开裂对策
抑制激光熔覆的开裂对开拓激光熔覆技术的生产应用具有现实意义，目前所采用的抑制熔覆开裂的方法主要有:(1) 调整应力状态，尽可能降低拉应力预热和熔覆后续处理: 对熔覆的基体材料和熔覆粉末进行一定温度预热，可降低激光处理中的热应力，有利于抑制熔覆裂纹的产生预热的实质是降低温度梯度，所以，如果在满足使用性能要求的前提下，适当降低熔覆材料的熔点，这对抑制熔覆层的开裂也无疑是有利的