大型转子和轴类零件采用激光熔覆技术进行修复，不需要预热工件，就可以恢复轴颈的尺寸，而且后续加工量小，不易产生冶金裂纹，硬度可以达到HR60以上，修复后的部件强度甚至可达到原强度90%以上，重要的是其修复费用不到换件价格的1/5，更重要的是缩短了维修时间，解决了石化行业中重大成套设备连续运作所必须解决的快速抢修难题。另外，对关键部件表面熔覆超耐磨抗蚀合金，可以在零部件表面不变形的情况下大大提高使用寿命；对模具表面进行激光熔覆处理，不仅能提高模具强度，还可以降低2/3的制造成本，缩短4/5的制造周期。
激光熔覆技术是激光加工技术的一个重要的应用方面，是一种新型的材料加工与表面改性技术，涉及物理、冶金、材料科学等领域。其研究历史可追溯到20世纪70年代。1974年Gnanamuthu先提出并申请了激光熔覆一层金属于金属基体的熔覆方法；进入80年代，激光熔覆技术已经发展成为表面工程、摩擦学、应用激光等领域的前沿性课题，可以在低成本钢板上制成表面，代替大量的合金，以节约贵重、稀有的金属材料，提高材料的综合性能，降低能源消耗，适用于局部易磨损、剥蚀、氧化及腐蚀等零部件，受到了国内外的普遍重视；到90年代后，相关科学研究与应用开发得到快速发展。
对于曲轴的修复，若采用等离子喷涂修复。涂层和基体的结合强度不够，回装后，可能影响设备的安全运行。而采用表面堆焊的方法修复，很难确保修复层的耐磨性和基体不产生裂纹。鉴于这些情况，采用工艺修复成为优选的可行方案。采用熔覆修复，首先应该了解工件失效原因、工件材质、先前的热处理状态、熔覆位置尺寸和形状、熔覆的工艺和性能要求等;在此基础上确定修复方案，包括修复前机加工方法、工艺过程中工件温度控制、熔覆后热处理方法、熔覆焊材、送粉方法、方式、、扫描速度、光斑大小、单层熔覆厚度、机加工余量控制等。
曲轴在高温、高压的环境中工作,加上其自身在高速的旋转,这就使得曲轴容易发生磨损、腐蚀甚至断裂。本文通过在40Cr钢上激光熔覆Ni60合金粉末,并在粉末中添加不同比例的Al2O3粉末和Y2O3粉末,研究了不同激光工艺参数对熔覆层显微硬度、显微组织的影响,获得了佳的工艺参数。并对修复试样进行了宏观质量、显微硬度和显微组织的分析,得出了以下结论:
(1)熔覆工艺参数对熔覆层的影响:在选取电压380V、脉宽2.0ms、脉冲频率10Hz的前提下,在一定的范围内,随着扫描速度的增加,熔覆层的显微硬度增加,熔覆层组织会细化;超过一定的速度范围,硬度会下降,显微组织也会变粗大。由于所选的距离比较接近,所以离焦量对熔覆层的影响并不是很明显。通过对比分析,选择的佳激光功率参数是电压380V,脉宽2.0ms,脉冲频率10Hz,扫描速度120mm/min,距离工件的距离为30mm。
(2) Al2O3的加入提高了熔覆层的显微硬度,但硬度的大值并不再熔覆层的表层,而在表层的下面。加入适量Al2O3粉末,熔覆层的显微组织得到了细化,枝晶的分布更加均匀。
以上信息由专业从事蜗杆激光熔覆的沪联电机维修于2024/7/1 9:39:58发布
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