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[技術應用]鍍鉻技術環保嚴,超高速激光熔覆技術來解憂!

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[技術應用]鍍鉻技術環保嚴,超高速激光熔覆技術來解憂!

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吉林11选5 www.yxsep.com 鍍鉻技術環保嚴,超高速技術來解憂!

 

 

近年來在國家節能環保政策和技術轉型升級的指導下,在傳統鍍鉻技術上不斷進行新技術和新工藝的研發,并從根本上提升制造過程的環保水平,實現智能制造、綠色制造。超高速激光熔覆技術作為先進環保的再制造加工技術應運而生,為此帶來新的出路。

 

我司總結了超高速熔覆以下六大優勢:

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1.效率高

 

傳統熔覆過程中熔覆線速度一般為600-1000mm/min,熔覆效率一般為0.15/h,而高速熔覆線速度可達20-150m/min,熔覆效率可達0.5-2/h,整體加工效率為常規熔覆的3-5倍。

 

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2.機加工成本低

 

 

傳統熔覆制備所得涂層后續機加工的步驟包括粗車及精磨兩步,而高速熔覆所制備的涂層機加余量較少,表面光亮,只需進行精磨即可,這在一定程度上極大的節約了成本(材料費用、機加費用、時間成本)。

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圖1 傳統熔覆(右)與高速熔覆(左)搭接率形式對比

 

 

3.涂層致密、平整

 

 

高速熔覆單層厚度可達0.15mm,同時通過調整工藝參數涂層厚度在0.15-0.5mm(單層)可調。涂層厚度主要與熔覆速度及送粉量等工藝參數有關,涂層截面形貌如圖2所示。

 

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圖2 涂層截面形貌

 

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 圖3 Fe、Ni、Co基涂層傳統熔覆與高速熔覆宏觀形貌對比

 

 

 

4.熱輸入小

 

高速熔覆對工件的熱輸入小,工件熱變形小,可用于加工薄壁件、小型件。傳統熔覆過程中,大部分激光能量集中作用在基材及已熔覆層上,此時由于熱膨脹不匹配性等材料物理性能的作用,易在涂層內部造成應力集中,對于部分硬度較高的涂層,極易在熔覆過程中發生開裂現象。而在超高速熔覆過程中,80%的激光能量作用于粉末中,故而基材的形變涂層內部殘余應力較少涂層不易開裂。

 

5.冶金結合

 

 

超高速熔覆可實現基體與合金層冶金結合,如圖藍色Mo曲線所示,Mo形成冶金擴散。通過拉斷試驗與600噸壓機結果顯示均無分層及剝落。

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圖4 高速熔覆涂層元素線掃描曲線圖(圖片出自天津某單位)

 

稀釋率較大,基材中大量元素向上擴散,從而影響涂層整體性能(硬度、耐蝕性)的問題一直是激光熔覆的一大難點,例如45#鋼表面制備高硬度涂層時,易出現涂層硬度降低的現象。而這些問題在高速熔覆中就不再會發生,這是因為高速熔覆的稀釋率遠遠低于傳統熔覆,大量的能量集中于粉末上,基材內部的元素沒有足夠的熱驅動力向涂層內部擴散,如圖5所示。

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圖5 傳統熔覆與高速熔覆涂層稀釋率大小對比圖

 

6.應用廣

 

激光功率密度大,可熔覆高熔點粉末材料,也可實現銅、鋁、鈦等有色金屬材料的表面強化。

激光熔覆主要應用于對材料的表面改性(軋輥、齒輪)、對產品的表面修復(轉子、齒輪)和原型制造三個方面。通過持續的技術優化,該技術可廣泛應用于煤炭、冶金、海洋平臺、造紙、民用家電、汽車、船舶、石油行業。

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中科煜宸應用案例1

 

該鋼輥為工作輥中的從動輥,材質為調制態45鋼,鋼輥之前表面強化工藝為電鍍硬鉻(約70HRC),電鍍層厚度0.08mm。原始電鍍層在實際使用過程中,易發生剝落等問題,因此選用新工藝解決該問題。

 

鋼輥熔覆面尺寸為Ф213mm×1555mm,面積為S=1.1m2。應用高速熔覆在該基材表面制備一層0.5mm厚的熔覆層,硬度達到60HRC,且時間僅為1.5h。

 

 

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中科煜宸應用案例2

 

對于直徑較小的細直傳輸輥而言,在傳統熔覆過程中易發生變形等問題,因此選用高速熔覆在其表面制備一層高硬度涂層,其加工過程如圖所示。

 

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超高速激光熔覆設備

 

中科煜宸自主研發的超高速激光熔覆裝備,配備全國產化的超高速熔覆專用送粉器、高可靠性送粉噴嘴等核心器件;超高速激光熔覆工藝技術通過了一系列的實驗及實際生產應用驗證,已能滿足穩定的涂層制備工藝要求。

 

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RC-HSLC-3000高速激光熔覆機床

 

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工藝參數

◆熔覆速度:20-150m/min

◆熱影響區深度:HAZ≤10um

◆使用粉末粒徑:25-53um

◆激光光斑:0.6-1.5mm

 

◆涂層厚度:0.1-0.5mm

◆稀釋率:≤5%

 

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