激光熔覆应用领域

广泛应用于电厂设备、石油化工装备、煤化工、精细化工、氟化工、氯碱、PTA、航空制造、环保、海水淡化、水处理、模具业、制药机械、食品机械、包装机械、造纸机械、换热设备、电化学、冶金、海洋平台、造船、水泥制造、制盐、体育休闲及板式换热器、波纹管膨胀节补偿器等行业。

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激光熔覆技术兴起于20世纪80年代，是利用具有高能密度的激光束使某种特殊性能的材料熔覆在基本材料并与之相互融合，形成与基体成分和性能完全不同的合金熔覆层的一门新兴技术。现代化的石化工业采用连续化大生产模式，上、下游装置的供需紧密相连，每个装置生产的安稳性都将直接影响生产线的稳定。由于机器设备长期在恶劣环境下工作，容易导致零部件的腐蚀、磨损。这就对使用设备的可靠性、安全性、完好性提出了很高的要求。石化工业中典型的易失效零部件包括叶轮、大型转子的轴颈、轮盘、轴套、轴瓦等，还有大型发电机组的大型转子、动叶片与静叶片。大型转子和轴类零件采用激光熔覆技术进行修复，不需要预热工件，就可以***轴颈的尺寸，而且后续加工量小，不易产生冶金裂纹，硬度可以达到HR60以上，修复后的部件强度甚至可达到原强度90%以上，重要的是其修复费用不到换件价格的1/5，更重要的是缩短了维修时间，解决了石化行业中重大成套设备连续运作所必须解决的快速抢修难题。

曲轴在高温、高压的环境中工作,加上其自身在高速的旋转,这就使得曲轴容易发生磨损、腐蚀甚至断裂。本文通过在40Cr钢上激光熔覆Ni60合金粉末,并在粉末中添加不同比例的Al2O3粉末和Y2O3粉末,研究了不同激光工艺参数对熔覆层显微硬度、显微***的影响,获得了佳的工艺参数。并对修复试样进行了宏观质量、显微硬度和显微***的分析,得出了以下结论:

(1)熔覆工艺参数对熔覆层的影响:在选取电压380V、脉宽2.0ms、脉冲频率10Hz的前提下,在一定的范围内,随着扫描速度的增加,熔覆层的显微硬度增加,熔覆层***会细化;超过一定的速度范围,硬度会下降,显微***也会变粗大。由于所选的距离比较接近,所以离焦量对熔覆层的影响并不是很明显。通过对比分析,选择的佳激光功率参数是电压380V,脉宽2.0ms,脉冲频率10Hz,扫描速度120mm/min,距离工件的距离为30mm。

(2) Al2O3的加入提高了熔覆层的显微硬度,但硬度的大值并不再熔覆层的表层,而在表层的下面。加入适量Al2O3粉末,熔覆层的显微***得到了细化,枝晶的分布更加均匀。