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化腐朽為神奇,激光熔覆可顯著改善金屬性能
材料來源:賢集網(wǎng)          

在過去的近十年里,激光熔覆技術(shù)不斷邁出應(yīng)用試驗(yàn)的步伐,從普通工業(yè)制造領(lǐng)域齒輪、模具,轉(zhuǎn)子,軋輥等零件的修復(fù),再到航天、軍工領(lǐng)域高性能特種零件,梯度功能材料、超硬材料的制造。

現(xiàn)在,激光熔覆技術(shù)已經(jīng)邁出了新的一步——推廣應(yīng)用。據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道,超高速激光熔覆技術(shù)每年擁有將近20億歐元的年市場容量。

超高速激光熔覆

日漸成熟的激光熔覆具備了良好的可控性,使以前存在的“局部加工區(qū)域有缺陷”等不良現(xiàn)象出現(xiàn)的概率大大降低,為大規(guī)模應(yīng)用于生產(chǎn)制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。現(xiàn)在推出的新的超高速激光熔覆技術(shù),加工效果可滿足多行業(yè)的多材料處理的要求。

超高速激光熔覆,同樣不用不用模具,只需要用CAD軟件畫一個(gè)圖形模型,編程后就能實(shí)現(xiàn)加工。因?yàn)槌尚腿逃芍悄芟到y(tǒng)精密控制,加工出來幾乎不用再后續(xù)加工,直接就能使用。對(duì)于一些急修但一時(shí)之間又難以生產(chǎn)出來的零部件,超高速激光熔覆技術(shù)的最妥當(dāng)?shù)姆桨浮?/span>

激光熔覆行業(yè),值得期待

當(dāng)然,除了化腐朽為神奇,超高速激光熔覆技術(shù)的還有另外更深遠(yuǎn)的積極意義——節(jié)約社會(huì)資源。

很多零部件的生產(chǎn)都需要模具,而制造模具需要花費(fèi)大量的時(shí)間,對(duì)于一些經(jīng)常需要開發(fā)新產(chǎn)品的企業(yè)來說,這是一個(gè)非常大的成本投入。而采用超高速激光熔覆技術(shù),能縮短這一生產(chǎn)周期,直接進(jìn)入產(chǎn)品的生產(chǎn)制造工序;而對(duì)于社會(huì)來說,超高速激光熔覆技術(shù)節(jié)省大量的資源,尤其是一些貴重稀有金屬資源,是可持續(xù)發(fā)展全球戰(zhàn)略。因此,超高速激光熔覆技術(shù)的未來,是非常值得期待的。

一同值得期待的還有配套行業(yè)的發(fā)展。一套激光加工工藝的成熟應(yīng)用,是多種技術(shù)和設(shè)備共同協(xié)作的結(jié)果。在激光熔覆冷卻這一塊,目前行業(yè)已有成熟的方案。

目前,全球能源領(lǐng)域各類產(chǎn)業(yè)的的建設(shè)和發(fā)展日益多元化,與之同步變遷的下游產(chǎn)業(yè)也不斷調(diào)整著格局以適應(yīng)這一需求。比如,近年來石油產(chǎn)業(yè)快速地向內(nèi)地油田和海上油田轉(zhuǎn)移的發(fā)展趨勢(shì),電力工業(yè)由30萬千瓦以下的火電向30萬千瓦以上的火電及水電和核電的發(fā)展趨勢(shì)……

除此之外,節(jié)能環(huán)保理念如“緊箍咒”般牢牢地套在制造商頭上,促使呼吸閥、蒸汽疏水閥、高壓閥門、減壓閥、快速啟閉閥門、阻火器、過濾器、管道視鏡等產(chǎn)品在加工或者制造技術(shù)上不得不作出符合使用需求的改變。閥門的應(yīng)用遠(yuǎn)不止這些,如在城市建設(shè)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的大量低壓泵閥,輸油、輸氣管道建設(shè)中大量使用的平板閘閥和球閥等等。因此,閥門的需求量將非常之大。

閥門的使用工況條件大多數(shù)屬磨損較多、腐蝕源集中、需承受較高壓力和溫度等。因此如何提高高溫高壓條件下閥門的耐磨損性、耐腐蝕性、以及高溫強(qiáng)度是成為眾多企業(yè)爭相解決的技術(shù)難題。其中激光熔覆技術(shù)受到的關(guān)注最多,現(xiàn)在就介紹一下激光快速熔覆的應(yīng)用。

激光快速熔覆修復(fù)的應(yīng)用,激光快速熔覆技術(shù)可顯著改善金屬表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能。與堆焊、熱噴涂、電鍍等傳統(tǒng)表面處理技術(shù)相比,它具有諸多優(yōu)點(diǎn),如適用的材料體系廣泛、熔覆層稀釋率可控、熔覆層與基體為冶金結(jié)合、基體熱變形小、工藝易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等。

根據(jù)激光快速熔覆工藝特點(diǎn),激光熔覆專用材料的制備,重點(diǎn)考慮以下幾方面因素:

1、吸收系數(shù):不同材料在不同狀態(tài)下對(duì)不同波長激光反射系數(shù)差異較大,應(yīng)根據(jù)激光熔覆具體工藝,選擇對(duì)激光反射較低的材料,提高激光熔覆過程中激光吸收系數(shù)。    

2、裂紋控制:激光熔覆過程急冷急熱,激光熔池溫度梯度較大,選擇合金體系時(shí),應(yīng)考慮避免合金在快速凝固過程中形成裂紋。    

3、性能滿足:根據(jù)熔覆層性能要求,調(diào)整熔覆材料合金成分。對(duì)耐磨熔覆層應(yīng)添加形成高耐磨相元素,耐蝕熔覆層應(yīng)添加形成穩(wěn)定鈍化膜元素,耐高溫氧化熔覆層應(yīng)添加形成致密氧化膜元

而激光快速熔覆所需要的送粉器對(duì)激光熔覆成型質(zhì)量的影響主要有幾條,輸送粉末單位時(shí)間的送粉率和粉末的輸送速度。輸送粉末單位時(shí)間送粉率是指激光快速熔覆送粉器在單位時(shí)間里能傳送的粉末質(zhì)量大小。而粉末的輸送速度是指激光快速熔覆送粉器將粉末運(yùn)送到達(dá)熔池的速度。送粉器這兩大特性直接決定了熔覆層的堅(jiān)固性,均勻性,還有稀釋率。

激光快速熔覆加工有同步送粉法和預(yù)置法,其中同步送粉法由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)(工藝過程簡單,合金材料利用率高和容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化)成為激光熔覆加工的優(yōu)選方法。激光熔覆加工離不開送粉器,送粉器按照加工工藝向熔池輸送設(shè)定好的粉末。綜上所述,高性能的送粉器對(duì)激光熔覆加工工件來說十分重要。


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