激光熔覆技術的發展前景
文章編輯:【天正科技】發布日期:2021-05-29 15:34:51
(一)礦山機械行業
礦山機械主要任務是為煤炭、鋼鐵、有色金屬、化工、建材等部門的礦山開采,以及為鐵路、公路、水電等大型工程的施工提供先進、高效的技術裝備。礦山機械在經濟建設和社會發展中占有非常重要的作用,礦山機械制造業是國家建立獨立工業體系的基礎,也是衡量一個國家工業實力的重要標志,屬于國民經濟的支柱行業。礦山機械行業由于其行業性質的特殊性,每年產生大量的廢舊零部件,據統計預測,到2020年,礦山機械平均報廢量將達近百萬噸,因此礦山機械再制造越來越受國家與企業的重視,這對推動我國經濟可持續發展有著極其重要的意義。隨著再制造技術的不斷發展完善,越來越多的礦山機械零部件通過再制造得以重新利用,變廢為寶,不僅減少了資源和能源的浪費,而且對于整個社會經濟的可持續發展起到積極的推動作用。
(二)航空航天方向應用
航空航天領域中,零件形狀復雜,性能要求高,并且大部分零件價值不菲,更換成本高。激光熔覆最先在航空航天領域獲得應用,主要用于修復再制造復雜形狀零件,也可在材料表面熔覆高硬度、耐磨、耐蝕、耐高溫材料。MTU等國外航空制造企業采用激光熔覆技術進行發動機葉片修復再制造,已掌握相關應用技術。國內也有采用熔覆技術再制造發動機轉子和高溫合金渦輪導向器的失效葉片的應用,并取得良好效果。國內激光熔覆再制造的航空發動機葉片應用已成批量,累計已有4萬多件,投入使用安全運行33萬小時。
(三)鋼鐵行業的應用
軋輥是軋材企業生產中的耗材。2012年,國內鋼鐵企業消耗的輥材已超過200萬t,是鋼鐵行業中設備最主要的耗材。鋼鐵企業熱軋工藝應用較多,熱軋輥須具備優異的抗磨性,軋輥材質組織緊密,硬度分布均勻,具有較低的熱膨脹系數及較高的散熱能力,以及高溫穩定性能、抗氧化及抗高溫蠕變性能。軋輥質量直接影響著軋機的效率及產品質量,因此對修復具有很高的技術要求。通常軋輥的失效方式有熱龜裂、剝落、疲勞磨損、磨料磨損等。采用激光熔覆技術,針對軋輥材質、工作環境、技術要求,選擇對應的熔覆合金粉末及熔覆工藝,熔覆層與基材實現良好的冶金結合,熔覆層組織致密細小,表面硬度可達到50~60HRC,起到了很好的強化修復作用。修復后的軋輥表面耐磨耐沖擊等使用性能相比傳統修復工藝提高數倍,價格約為新軋輥的1/3。
(四)海洋船舶方向應用
海洋環境惡劣,濕度大、鹽分高,海洋船舶裝備易發生磨損和腐蝕。海洋工程裝備和船舶部件技術復雜、價值較大,失效報廢浪費巨大。國內已有船廠應用激光熔覆技術對船舶葉輪腐蝕、發動機缸套以及柴油機進排氣閥盤錐面磨損,進行高精度修復,獲得了良好的熔覆效果,恢復了功能并提高了耐磨、耐腐蝕性能。
(五)汽車領域
在汽車工業應用中,最先采用激光技術主要用于切割,熱處理,隨著熔覆技術的發展,逐步發展到柔性增材制造技術。例如發動機的排氣門的密封錐形面熔覆Stellite合金是最先采用該技術的汽車零件。意大利菲亞特汽車發動機排氣閥座的環形表面和美國的汽車排氣閥座都采用激光熔覆耐熱合金。目前北京機科國創輕量化科學研究院與廣西玉柴合作,在發動機氣門座環形表面進行耐磨耐高溫合金的熔覆成形,也取得了階段性成果。