作者:《激光製造商情》cici
由於(yu) 在工業(ye) 、能源、軍(jun) 工、機械相關(guan) 製造廠以及再製造等領域,生產(chan) 環境惡劣,使用負荷大,導致一些重要的金屬零部件腐蝕和磨損。為(wei) 了延長昂貴的生產(chan) 設備的使用壽命,必須給這些設備的金屬部分外表進行提前處理或修複,因此激光熔覆作為(wei) 修複金屬表麵改性技術應運而生。
那什麽(me) 是激光熔覆技術呢?激光熔覆是指以不同的填料方式在被塗覆基體(ti) 表麵上放置選擇的塗層材料,經激光輻照使之和基體(ti) 表麵的薄層同時熔化,並快速凝固後形成稀釋度極低並與(yu) 基體(ti) 材料呈冶金結合的表麵塗層,從(cong) 而顯著改善基體(ti) 材料表麵的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等的工藝方法,從(cong) 而達到了表麵改性或修複的目的。
用通俗的話來講,熔覆就是為(wei) 受損的備件進行“整容”,從(cong) 而達到改頭換麵、煥然如新的目的。如果要用三個(ge) 詞語形容我們(men) 的熔覆水平,那麽(me) “壽命長、精度高、價(jia) 格低”再合適不過。
相對於(yu) 其他激光加工工藝來說,激光熔覆的工藝多樣性、延展性、適應性較其他工藝而言有著不可比擬的優(you) 勢,激光熔覆技術既滿足了對材料表麵特定性能的要求,又節約了大量的貴重元素,非常受市場歡迎。目前激光熔覆技術經過數十年的發展,應用十分廣泛,特別是在工業(ye) 應用中,如在航空航天、石油、船舶、工程機械與(yu) 核電等行業(ye) 中得到了廣泛應用。
激光熔覆工藝應用廣泛
航空航天領域
在國內(nei) 高校實現了大型鋁合金構建的激光熔覆形成,是目前激光熔覆技術最顯著的成就之一。航空發動機葉片的再製造存在巨大的市場,葉片材質種類比較多,技術含量較高,切修複之後的葉片在修複材料、探傷(shang) 技術、壽命評估方麵需要做大量的工作。這樣可以盡量避免後期維修需要花費巨額資金從(cong) 國外采購新的零部件。
石油勘探領域
在石油化工行業(ye) ,由於(yu) 設備處於(yu) 長期惡劣工作環境中,更容易使零部件產(chan) 生嚴(yan) 重腐蝕、劇烈磨損現象、會(hui) 導致大型昂貴零部件徹底報廢,列如鑽鋌、無磁鑽鋌、扶正器及震擊器等大型零件。因此,在激光熔覆技術的再生產(chan) 的功能下可以使這些零部件恢複原來的性能,並且加強了這些部件的使用壽命。
煤炭開采領域
在煤礦行業(ye) 中,由於(yu) 工作環境苛刻,對煤礦開采機械零部件的性能要求較高。液壓立柱的主要失效形式是鍍層的劃傷(shang) 和鍍層剝落,將嚴(yan) 重影響產(chan) 品的性能和使用壽命,需要進行整體(ti) 維修。鍍層采用高汙染的電鍍工藝,而電鍍是我國逐漸要取締的傳(chuan) 統工藝之一。立柱防腐表麵采用激光熔覆不鏽鋼層工藝,激光熔覆液壓支架立柱是一種高端技術產(chan) 品,有效提高了立柱的防腐蝕性能,延長了使用壽命。因此,采用激光熔覆技術進行液壓立柱的強化有很大市場,也是國家支持的環境友好、循環利用的高新技術,可替代傳(chuan) 統的電鍍工藝。
電力行業(ye)
電廠汽輪機轉子在告訴運轉條件下,轉子軸頸存在磨損問題,另外汽輪機末級、次末級葉片在長時間的高溫環境工作條件下常發生氣濁。汽輪機為(wei) 大型裝備而不便於(yu) 運輸,因此需要較高可靠性的激光原位修複技術。
隨著我國核電事業(ye) 的快速發展,對作為(wei) 核反應堆結構材料的要求越來越高。核電工業(ye) 中的結構件由於(yu) 其所處的工作環境和介質原因,會(hui) 受到高溫、腐蝕、氧化等諸多不利影響,因此部分核心部件一直依賴國外進口。現階段我國核電工業(ye) 發展駛入快車道,對核心部件國產(chan) 化的要求越來越強烈。
激光熔覆技術麵臨(lin) 的挑戰
目前在fun88官网平台熔覆領域裏存在著這樣的情況,大學實驗室裏不斷的實驗出新的工藝,卻沒有平台實現真正的應用驗證。工廠、公司激光熔覆工藝更新換代慢,沒有尖端的科研力量做後盾。如此產(chan) 、學、研的脫節,嚴(yan) 重製約了我國激光熔覆業(ye) 的發展。
激光熔覆的成本問題一直是製約其發展的一大關(guan) 鍵因素。設備投入、研發投入、人員成本、粉末成本等。激光熔覆產(chan) 品價(jia) 格的居高不下與(yu) 大部分的激光加工企業(ye) 規模下,成本大,單件產(chan) 品的加工成本高有很大的關(guan) 係。一台、兩(liang) 台的設備加工效率低下,遇到大批量的加工無法應對。十幾台設備加工效率高了,但先期設備投入過大,以及在沒有工作量時設備大量閑置,這都不是一般企業(ye) 能夠承受的。激光熔覆合金粉末的成本是除設備成本外的另一大成本支出,小規模的生產(chan) ,粉末的製造、采購成本占到了產(chan) 品成本中很大的一部分。隻有大批量的采購使用,才能降低整體(ti) 產(chan) 品的成本。同時由於(yu) 激光熔覆後的各類機械加工,實際熔覆層沒有最初熔覆時的厚度,因此提高後續機加工的精密度,降低初始熔覆層的厚度成為(wei) 降低成本的必然。山東(dong) 能源機械集團采購高速車床對熔覆產(chan) 品進行加工,在不降低產(chan) 品性能的前提下,有效的降低了熔覆層的厚度。同時落地粉、機加工車削屑還可回收再一次做成粉末,有效的降低了熔覆成本。
雖然激光熔覆有著很多的優(you) 點,也最終會(hui) 成為(wei) 主流工藝,但因為(wei) 目前市場上的激光熔覆產(chan) 品的價(jia) 格還不能夠被大多數的客戶所接收,以及用戶對產(chan) 品性能的懷疑,對激光熔覆立柱替代電鍍立柱產(chan) 生了極大的阻礙。
激光熔覆技術前景與(yu) 展望
激光熔覆技術是一項具有高科技含量的表麵改性技術與(yu) 裝備維修技術,它是集材料製備和表麵構型為(wei) 一體(ti) ,是綠色再製造技術的重要支撐技術之一,符合國家可持續發展戰略的高新技術,其研究和發展具有重要的理論意義(yi) 和經濟價(jia) 值。
目前國內(nei) 有中科中美激光、必盛激光、輝銳激光、中科煜宸激光、團結點金激光、瑞兆激光、沈陽大陸激光等都有研發激光熔覆技術,並且在技術研究上已經取得一定的成果,正處於(yu) 逐步走向工業(ye) 化應用的起步階段。隨著基礎研究工作的不斷深入,激光再製造技術的應用範圍也將不斷擴大。我國有幾萬(wan) 億(yi) 元的設備資產(chan) ,每年因磨損和腐蝕而使設備停產(chan) 、報廢所造成的損失都愈千億(yi) 元,這為(wei) 激光再製造技術帶來了廣闊的市場應用前景。
此外,激光熔覆還可以應用與(yu) 鋼鐵冶金、汽車、工程機械、模具製造及船舶等其他行業(ye) ,具有非常廣泛的應用前景。隨著“中國製造2025”發展規劃的不斷推進,激光熔覆技術必將為(wei) 廣大工業(ye) 用戶所接受,將產(chan) 生巨大的經濟效益。
相關(guan) 專(zhuan) 業(ye) 人士表示,激光熔覆技術的應用水平和規模暫時還不能適應市場的需求。需要解決(jue) 工程應用中的關(guan) 鍵技術,研究開發專(zhuan) 用的合金粉末體(ti) 係,卡法專(zhuan) 用的粉末輸送裝置與(yu) 技術,係統研究無損傷(shang) 修複的工藝方法,建立質量保證和評價(jia) 體(ti) 係,加大力度,培養(yang) 工程應用方麵的額人才,相信在製造業(ye) 市場競爭(zheng) 日趨激烈的今天,激光熔覆技術大有可為(wei) 。
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