曲轴激光修复
激光表面热处理技术及其特点
(1)激光淬火是快速加热、自激冷却,不需要炉膛保温和冷却液淬火,是一种^绿色环保热处理工艺,可以很容易实行对大型模具表面进行均匀淬火。
(2)由于激光加热速度快,热影响区小,又是表面扫描加热淬火,即瞬间局部加热淬火,所以被处理的模具变形很小。
(3)由于激光束发散角很小,具有很好的指向性,能够通过导光系统对模具表面进行^的局部淬火。
(4)激光表面淬火的硬化层深度一般为0.3~0.7mm。
激光熔覆加工
激光熔覆也叫激光堆焊,采用高能量激光作为热源,以金属合金粉末作为焊材,通过激光与合金粉末同步作用于金属表面实现快速熔凝,形成致密、均匀、稀释率低、厚度可控的冶金结合的合金层,是一种可以显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热及电气特性等性能的表面改性方法。
激光熔覆层的材料和硬度可根据需要进行灵活调整,不同的涂层材料可获得不同的表面性能。常见的熔覆层材料:铁基、镍基和钴基三类合金。
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。
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。
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