内壁激光熔覆技术的优点
1、提高生产效率:通过激光熔覆,可以在金属表面获得均匀的、厚度较薄的熔覆层,熔覆后的零件可直接进行热处理、焊接或机加工,不必进行其它的表面强化处理,从而可以节省大量的原材料和劳动力。
2、提高材料利用率:在相同条件下,激光熔覆与传统粉末熔覆相比,其金属熔覆层材料的利用率提高了20%~25%。
3、提高零件使用寿命:激光熔覆技术在金属表面上可以获得具有高硬度、高耐磨性、高抗腐蚀性能的新涂层,可使零件的使用寿命延长10~20倍。
4、改善表面质量:由于熔覆过程中无熔池形成,表面质量好。
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。
评判激光熔覆层的熔覆效果,主要从两个方面:
一、宏观上,检查熔覆道的形状、表面粗糙度、裂纹、气孔及稀释率等;
二、微观上,检查是否形成了良好的结构,是否能提供所需的性能。
此外,还应确定表面熔覆层化学元素的种类和分布,并注意分析过渡层的状况是否为冶金结合,必要时进行质量寿命检测。
如何检验激光熔覆效果:
1、熔覆的工件是否有裂纹、气孔;
2、熔覆工件熔覆后的表面粗糙程度;
3、是否获得低稀释率的良好涂层,并且涂层成分和稀释度是否可控;
4、快速熔覆时,工件的变形是否降低到零件的装配公差内;
5、送粉器送粉的稳定性和熔覆层的均匀性可是一致性;
6、粉末利用率可在范围内;
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;
内孔激光熔覆修复的应用场景:
1. 石油工业:修复油井钻杆、抽油杆等内孔磨损或腐蚀的部位;
2. 化工行业:修复管道、阀门、反应釜等设备内孔磨损或腐蚀的部位;
3. 能源领域:修复核电站管道、锅炉等设备内孔磨损或腐蚀的部位;
4. 航空航天:修复发动机叶片、燃烧室等高温部件内孔磨损或腐蚀的部位;
5. 汽车制造:修复发动机缸体、曲轴等内孔磨损或腐蚀的部位。
总之,内孔激光熔覆修复技术是一种具有广阔应用前景的表面工程技术。虽然仍存在一些挑战和限制,但随着技术的不断发展和完善,相信它将会在未来的工业领域中发挥更加重要的作用。