层流冷却辊激光熔覆修复再制造技术
2022-10-08 15:26:45.0 来源: 工业设备科技技术浅谈 责编:覃子喻
- 摘要:
- 新开发的超高速激光熔覆加工头,通过特殊的光路调节系统设计,实现光-粉在空间的理想交互,使得粉末熔化更加稳定、能量利用更加高效,在大批量规模化生产中更加有效提高生产效率与使用寿命。
在工作过程中,由于热钢板的局部压入载荷及接触滑动载荷的作用,对层流冷却辊产生机械磨损和粘着磨损;在热钢板的层流冷却过程中,冷却水及产生的高温水蒸气对层流冷却辊起严重的腐蚀效果,从而加速辊面磨损。其中辊面剥落和热磨损是层流冷却辊最普遍的失效形式。
随着大功率激光器的出现及激光束精确控制等技术的发展,激光技术逐渐应用于金属材料表面处理领域。激光熔覆技术就是采用大功率密度的激光束以非接触性的方式加热材料表面,借助于材料表面本身传导冷却来实现其表面改性,可以在廉价的基材表面很容易地获得具有合金特性的表面功能层,从而改善材料表面的力学性能、冶金性能、物理性能,提高零件的耐磨、耐蚀、耐疲劳等一系列性能的工艺方法。
激光熔覆处理技术作为一种新兴的表面处理技术,可以在廉价的基材表面很容易地获得具有合金特性的表面功能层,制备的涂层组织偏析少,晶粒细小,结构致密,气孔率低,可以形成非平衡合金的组织结构,而且制备的涂层热影响区小,工件变形小,环境污染小,可以完成局部修复,节约合金粉末,集体熔化量少,降低技术使用成本。
传统的层流辊制造采用Ni60喷焊技术,但Ni60喷焊层与基体间的结合强度低,工作寿命低。为了保障工作层与衬底层的良好结合,避免裂纹产生,应选择与底层熔覆粉末成分相近的合金粉末。激光熔覆Fe基合金涂层具有高硬度、高耐磨性等特点,目前的工业用材大部分以钢铁材料为主,因此Fe基合金可与基体进行良好的冶金结合。与Co基、Ni基涂层相比,Fe基涂层的熔覆材料来源广泛、价格低廉,可减少战略性稀有元素的用量,在许多条件下可作为Co基、Ni基涂层的替代材料来使用,从而在保证涂层性能的条件下降低成本。
改善和提高Fe基合金涂层的组织性能,一方面可通过优化Fe基自熔性合金粉末的成分来实现,另一方面可通过添加适当的陶瓷添加物制备Fe基复合涂层来实现。
由于激光熔覆技术会产生近似绝热的快速加热过程,运用激光熔覆技术制备出的涂层组织致密均匀,微观缺陷较少,得到完全紧密的冶金结合涂层。激光熔覆无论是与基体的结合强度,涂层质量还是涂层可制备的厚度及经济效益都要高出一筹,具有很好的应用前景,经济和社会效益十分巨大。
亚琛联合科技作为Fraunhofer ILT的孵化企业,率先将超高速激光熔覆技术引进中国市场。常规激光熔覆过程,激光能量主要用于熔化基体材料形成熔池,粉末注入熔池后熔化,再凝固形成防护涂层。超高速激光熔覆技术本质上改变了粉末的熔化位置,使粉末在工件上方就与激光交汇发生熔化,随之均匀涂覆在工件表面。由于涂层表面质量明显高于普通激光熔覆,只需要简单打磨或抛光即可应用,因此材料浪费、后续加工量都大大减少,在成本、效率、及对零件的热影响上超高速激光熔覆都具有不可替代的应用优势。新开发的超高速激光熔覆加工头,通过特殊的光路调节系统设计,实现光-粉在空间的理想交互,使得粉末熔化更加稳定、能量利用更加高效,在大批量规模化生产中更加有效提高生产效率与使用寿命。
- 关于我们|联系方式|诚聘英才|帮助中心|意见反馈|版权声明|媒体秀|渠道代理
- 沪ICP备18018458号-3法律支持:上海市富兰德林律师事务所
- Copyright © 2019上海印搜文化传媒股份有限公司 电话:18816622098