激光熔覆技术在钢铁冶金行业的应用主要体现在表面修复和表面改性两个方面。钢铁冶金行业对耐蚀、耐磨、抗氧化、耐高温等性能要求较高,通常采用传统的补焊工艺对零件进行修复,但由于钢铁材料表面硬度较低,且存在一定程度的氧化和磨损,导致修复后的零件耐蚀性和耐磨性下降。激光熔覆技术可显著提高金属零件表面的耐蚀性能和耐磨性能,且不需要再进行复杂的处理。
1、耐磨钢件、高合金工具钢件的修复激光熔覆技术主要是在基体与涂层之间形成冶金结合,因此,激光熔覆技术对基体材料的要求较低;但激光熔覆涂层与基体之间为冶金结合,且涂层与基体之间的结合强度较低。因此,在选用激光熔覆涂层时应对基体材料的性能进行分析;
2、在钢件表面制备耐磨、防腐涂层激光熔覆技术在钢件表面制备耐磨、防腐涂层是近年来发展起来的一项新技术,其目的是使工件表面获得具有耐腐蚀和抗磨损性能的耐磨、防腐涂层。激光熔覆技术可以在钢件表面制备一层厚度约为30~100μm的熔覆层,与基体之间为冶金结合;
3、在钢件上制备抗氧化涂层激光熔覆技术是通过在钢件表面形成一层致密且具有很高抗氧化性能的耐磨、防腐涂层。激光熔覆技术主要分为热喷涂、热浸镀和等离子喷涂三种方法;
4、激光熔覆技术对钢件表面改性主要体现在:
①将激光熔覆层与钢件之间形成冶金结合;
②用激光熔覆层代替钢零件部分材料,在钢零件上形成具有特殊功能和性能的涂层。
激光熔覆在模具领域应用工艺
激光熔覆技术在模具领域应用的基本工艺流程为:模具表面检查及维修方案确认→模具表面油污清理→根据硬度要求选择合理的涂层及加工参数→熔覆加工→模具加工后表面修复并在交货前进行检验。各工序的步骤及注意事项为:
1、模具表面检查及保养计划确认
检查模具是否有裂纹、拉伤、凹坑,加工位置是否为平面或R角。根据不同问题确定修复方案,对需要处理的地方进行适当打磨。
2、模具表面油污的清理
用清洗液清洗,去除水垢、油渍、油脂和油漆等,提高表面熔覆效果。
3、根据硬度要求选择合理的涂层和加工参数
根据维护计划和客户要求选择合适的功率、焦距、光斑和镀膜(例如铸铁使用铁机粉)。
4、包覆加工
涂料通过设备均匀铺展,激光器发射激光束,激光束经内部透镜折射作用于加工表面,使涂料层与基材表面形成完整的冶金结合。
5、处理后模具表面修复
钳工对熔覆表面进行研磨、抛光,确保模具间隙和表面粗糙度符合要求。
6、交货前检验
检查处理后的硬度和表面粗糙度是否满足客户的要求,如果不符合要求,重做。
激光熔覆技术的特点:
1、涂层结构均匀、细化、缺陷率低;
2、涂层硬度高,可达50~62HRC,具有优良的耐磨性和耐腐蚀性;
3、涂层与基体之间存在冶金结合,结合强度高;
4、根据不同情况,涂层厚度可达0~10mm;
5、涂层材料可以是金属和合金,也可以是金属陶瓷;
6、基材为各类钢和铸铁,也可以是其他金属和合金材料;
7、可形成由基层、中层、外层组成的成分和硬度梯度涂层;
8、基材热影响区小,热变形小;
激光熔覆技术作为一种新型的表面工程技术,已经在许多领域得到了广泛的应用。在油田中,激光熔覆主要应用于石油钻杆、抽油杆、石油管道等方面。下面我们将分别介绍这些应用。
1、石油钻杆
石油钻杆是石油钻井作业中钻遇地层的重要工具之一。由于钻杆在井下受到冲击、摩擦和腐蚀,其表面容易出现裂纹、磨损和腐蚀等问题,严重影响钻井作业的安全和效率。了解决这一问题,激光熔覆技术被广泛应用于石油钻杆的表面强化与修复。
通过激光熔覆技术,在钻杆表面形成一层硬度高、耐腐蚀、耐磨损、耐高温的涂层,可显著提高钻杆的性和使用效率。同时,激光熔覆技术还可以修复钻杆表面的损伤,延长钻杆的使用寿命,降低更换成本。
2、抽油杆
抽油杆是油田采油的重要工具之一。由于长期受到来自地下原油的腐蚀和摩擦,抽油杆容易出现磨损、裂纹、变形等问题,严重影响了原油的开采和提率。为了解决这一问题,激光熔覆技术被广泛应用于抽油杆的表面强化与修复。
经过激光熔覆技术,在抽油杆表面形成一层高硬度、高韧性的涂层,可显著提高抽油杆的度和使用效率。激光熔覆技术还可以修复抽油杆表面的损伤,延长抽油杆的使用寿命,降低更换成本。
3、石油管道
输油管道是石油生产中不可缺少的重要设施之一。由于输送的原油中往往含有腐蚀性物质,这些物质会对管道造成腐蚀和破坏,严重影响石油生产的安全和稳定。因此激光熔覆技术被广泛应用于输油管道防腐和修复。
通过激光熔覆技术,可以在管道内外表面形成一层具有高耐腐蚀性能的涂层,显著提高管道的耐久性和安全性。同时,激光熔覆技术还可以对管道表面的损伤进行修复,避免了管道泄漏等事故的发生,降低了维修成本。
总之激光熔覆技术在油田的应用可以在抽油机上得到实现,大大提高了设备的寿命及安全性,也给企业带来的益处,降低了成本。
电机转子轴承激光熔覆修复过程一般包括以下步骤:
1、表面预处理:清理轴承表面,去除油污、铁锈等杂质,表面清洁、光滑。
2、涂敷熔覆材料:在轴承表面涂敷熔覆材料,以增加熔覆层的强度和耐磨性。
3、激光器具有功率密度高、方向性好、单色性好、相干性好等优点。可快速准确修复电机转子轴承位置。该技术具有操作简便、熔覆、熔覆层质量好等优点,因此在电机维修领域得到了广泛的应用。
4、激光熔覆修复:利用激光功率密度高、方向性好、单色性好、相干性好等优点,可以快速、准确地修复电机转子轴承位置。该技术具有操作简便、熔覆、熔覆层质量好等优点,因此在电机维修领域得到了广泛的应用。
5、激光熔覆修复后期处理:对熔覆层进行后期处理,提高其硬度和耐磨性。
在激光熔覆修复过程中,需要注意以下几点:
1、激光功率密度要适中,不宜太大或太小,以熔覆层的质量和效率。
2、熔覆材料的选择适当,以熔覆层的强度和耐磨性。
3、激光熔覆过程中,保持稳定的操作环境,避免外界因素对熔覆层质量的影响。
4、后加工过程中应注意控制温度和时间,熔覆层的硬度和耐磨性。
总之,电机转子轴承激光熔覆修复是一种的修复技术。具有操作方便、熔覆、熔覆层质量好等优点。因此,在电机维修领域得到了广泛的应用。应用该技术时,需要注意激光功率密度、熔覆材料选择、后处理等因素的影响,以熔覆层的硬度和耐磨性。
激光熔覆设备的关键配置因素
选择激光熔覆设备时,需要考虑以下关键配置因素:
1、激光功率:激光功率是激光熔覆工艺中重要的参数之一,它直接影响熔覆层的质量和效率。一般来说,激光功率越高,熔覆层的深度和宽度就越大,生产效率越高。然而,过高的激光功率可能会导致材料烧蚀和熔化过快,影响熔覆层的性能。因此,在选择激光功率时,需要根据工艺要求和材料特性进行权衡。
2、光斑尺寸:光斑尺寸是指激光束在工件表面的聚焦直径。光斑尺寸直接影响熔覆层的形状和质量。较小的光斑可实现更精细的熔覆,但也可能导致熔覆速度较慢。因此,在选择光斑尺寸时,需要根据熔覆层的精度和效率要求进行权衡。
3、扫描速度:扫描速度是指激光束在工件表面移动的速度。扫描速度越快,生产效率越高,但也可能导致熔覆层质量下降。因此,在选择扫描速度时,需要根据熔覆层的性能要求和生产效率进行权衡。
4、供粉系统:供粉系统负责将熔覆材料输送到熔覆头,熔覆过程的顺利进行。供粉系统的稳定性和准确性对熔覆层的质量有重要影响。选择供粉系统时,需要考虑其供粉能力、粉末粒度调节范围、粉末利用率等因素。
5、控制系统精度:控制系统精度是指控制系统对激光发生器、光路系统、熔覆头、工作台等部件的控制精度。控制系统的精度越高,熔覆层的成形质量和生产效率就越高。因此,在选择激光熔覆设备时,需要考虑其控制系统的精度是否满足工艺要求。