激光等离子熔覆技术及再利用

科技资讯2016 NO.31SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 业 技 术

75 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION1 再制造技术理论概述1.1 表面修复再制造技术表面修复再造技术广泛应用于机械制造中,其是再造技术的重要内容,将机械上因氧化、腐蚀、刮伤、磨损、变形等因素而失去原有性能的零部件,采用先进的修复再造技术对其修复再制造,进而降低机械制造中的投入成本。通常来说,对失效的零部件进行表面修复再制造具有诸多优点和好处,比如减少原材料及新备件的消耗、对零部件性能的优化和提高、解决无备件问题等。在实际修复再制造中,并非所有零部件均适用于此,可用于表面修复再制造的零部件需满足以下条件:(1)对零部件的表面修复再制造成本要明显低于更换新部件的成本;(2)修复后的零部件在性能的各参数上满足实际需求;(3)修复再制造后的零部件寿命周期要满足生产需求;(4)修复再制造的过程要满足环保要求,真正实现绿色制造。修复方案的选择需要结合机械零部件的实际情况,通常要考虑以下几个因素:(1)修复再制造技术工艺对零部件材质的适应性;(2)可修复的厚度;(3)修复覆层与基体结合强度;(4)修复层的耐磨性。1.2 表面修复再制造技术在机床修复中的应用表面修复再制造技术的诸多优点使其在机床修复中被广泛应用,而应用的范围通常包括机床导轨、变速箱轴承孔、油泵柱塞轴、主轴轴承、滑动配合面等磨损。衡量机床表面磨损失效且需修复再制造的标准通常包括:(1)机床虽能正常工作,但部件性能损坏超过规定标准;(2)机床零件严重失损且无法正常工作;(3)机床零部件完全不能工作。从表面修复再制造技术在机床修复中的实际应用来看,表面损伤失效主要包括磨损失效与腐蚀失效两种因素。对机床表面修复再制造的原则需兼顾性能原则与经济性原则,其技术路线如下:(1)机床修复再制造可行性评估报告;(2)机床修复再制造目标确定;(3)机床修复再制造技术的设计;(4)机床修复再制造的工艺设计;(5)机床修复再制造的质量控制与检验;(6)技术培训及配套服务。2 激光熔覆修复技术激光熔覆是实现表面修复再制造的重要技术之一,用于零部件表面修复中具有突出的优点,能够使零部件获得性能更优的熔覆层,使其更加耐磨、耐腐蚀、耐高温等。激光具有其独特之处,可使其能够通过一系列光学系统作用聚焦成极细的光束,进而使其在光斑附近产生极大的能量密度,可在短时间内将物质熔化和气化,最终达到加工目的。激光熔覆正是基于激光这一特性而发展出来的一种先进的表面修复再制造技术,利用高能激光束本身的高能特性将零部件表面快速熔化而凝固成一层具有耐磨性、抗氧化性、耐腐蚀性、高耐热、高强度的覆层,进而达到零部件表面修复的目的。按照激光熔覆合金材料的供应方式,激光熔覆修复技术可以分为两种,即预置式激光熔覆与同步式激光熔覆。3 机床导轨表面激光熔覆修复技术3.1 常用的机床导轨表面修复技术机床导轨作为机床的基准部件,为机床各类功能的顺利实现提供了牢靠的基础,在机床加工中,切削负荷所产生的往复叠加力往往会对导轨表面造成磨损、划伤等缺陷,进而影响零件加工的精度和尺寸,因此这就需要进行机床导轨表面修复再制造。在机床导轨表面修复的实际运用中,喷焊、电刷镀修复、电弧焊是常用技术,但其对铸铁导轨表面有一定的局限性,容易产生咬边、裂纹、变形等问题,而激光熔覆修复技术则可以成功地避免这些问题,使熔覆层与基体结合更牢固,而且在修复后的耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性、抗高温性能等方面具有优化提升效果,进而使其使用寿命得以延长。3.2 机床导轨激光熔覆修复方案对于机床导轨表面激光熔覆修复,可采用激光熔覆修复的一DOI:10.16661/ki.1672-3791.2016.31.075基于再制造的机床导轨表面激光熔覆修复关键技术研究范君(无锡技师学院(立信中专) 江苏无锡 214000)摘 要:随着现代机械制造业的不断发展,再制造作为一门新兴产业获得极大发展,在工程机械制造等领域发挥重要作用。在机械制造领域的机床维护上,机床表面修复技术是再制造技术在机床行业的重要应用,是加快企业向绿色化生产模式的迈进。该文在机床表面修复理论的基础上,对表面修复再制造技术在机床修复中的应用进行深入的探讨,并指出激光熔覆修复技术的巨大应用潜力。关键词:机械制造 再制造 机床修复技术 激光熔覆中图分类号:TG502.7文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)11(a). All Rights Reserved.科技资讯2016 NO.31SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 业 技 术

修复技术焕发设备青春　

文章编号：１６７１—０７１　ｌ（２０１０）ＯＩ—ＯＯＩ　１—０２　专题报道白　

激光熔覆技术用于高附加值部件　

和设备的修复再制造术　

陈长军，张　敏，张诗昌，常庆明，陈　霞　

（武汉科技大学激光加工中心，湖北武汉４３００８１）　

摘　要：介绍激光熔覆技术特点及修复流程，并结合实例说明激光熔覆修复技术在轧辊、电力部件、高　

温合金和现场抢修中的典型应用。　

关键词：激光熔覆修复；再制造；高附加值部件　

中图分类号：ＴＧ１５９　文献标识码：Ｂ　

１．激光熔覆技术特点及修复流程　

激光熔覆是一种以激光为热源、以粉末为添加材料，　

在金属基体表面制备出以添加的粉末为主体的，与基体呈　

冶金结合的涂层制备技术（图１），是一种先进实用的修复　

强化技术，可用来提高基体金属的耐蚀耐磨性能、修复高　

附加值的部件或直接制造出三维实体、处理对热敏感和对　

粉末　变形敏感的材料　

等。　

激光熔覆技　

术具有如下特点：　

冷却速度快，属　

于快速凝同过程，　

较易得到细晶组　

织或产生平衡态　

所无法得到的新　图１采用粉末进行激光熔覆的示意图相，如非稳相、　

非晶态等；涂层稀释率低，和基体呈牢固的冶金结合或界　

面扩散结合，通过对激光工艺参数的调整，可以获得低稀　

释率的良好涂层，且涂层成分和稀释度可控；热输入和畸　

变较小，尤其是采用高功率密度快速熔覆时，变形可降低　

到零件的装配公差内；粉末选择几乎没有任何限制，尤其　

在低熔点金属表面熔覆高熔点合金；熔覆层的厚度范围大，　

科技部科技人员服务企业行动项目（２００９ＧＪＤ１００４７）和高能　

束流国防科技重点实验室开放基金（２００９３２０）资助　单道送粉一次涂覆厚度在０．２～２．０ｍｍ；能进行选区熔覆，材　

料消耗少，具有卓越的性能价格比；光束瞄准可使难以接　

近的区域熔覆；工艺过程易于实现自动化。　

激光熔覆依据合金粉末供应方式的不同，可分为两大　

类：预置法和同步送粉法。预置法是先将粉末与粘结剂混　

合后以某种方法预先均匀涂覆在基体表面，然后采用激光　

龙源期刊网

基于再制造的机床导轨表面激光熔覆修复关键技术研究

作者：范君

来源：《科技资讯》2016年第31期

摘 要：随着现代机械制造也的不断发展，再制造作为一门新兴产业获得极大发展，在工程机械制造等领域发挥重要作用。在机械制造领域的机床维护上，机床表面修复技术是再制造技术在机床行业的重要应用，是加快企业向绿色化生产模式的迈进。本文在机床表面修复理论的基础上，对表面修复再制造技术在机床修复中的应用进行深入的探讨，并指出激光熔覆修复技术的巨大应用潜力。

关键词：机械制造 再制造 机床修复技术 激光熔覆

中图分类号：TG502.7文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）11（a）-0000-00

1 再制造技术理论概述

1.1 表面修复再制造技术

表面修复再造技术广泛应用于机械制造中，其是再造技术的重要内容，将机械上因氧化、腐蚀、刮伤、磨损、变形等因素而失去原有性能的零部件，采用先进的修复再造技术对其修复再制造，进而降低机械制造中的投入成本。通常来说，对失效的零部件进行表面修复再制造具有诸多优点和好处，比如减少原材料及新备件的消耗，对零部件性能的优化和提高，解决无备件问题等。

在实际修复再制造中，并非所有零部件均适用与此，可用于表面修复再制造的零部件需满足以下条件：①对零部件的表面修复再制造成本要明显低于更换新部件的成本；②修复后的零部件在性能的各参数上满足实际需求；③修复再制造后的零部件寿命周期要满足生产需求；④修复再制造的过程要满足环保要求，真正实现绿色制造。修复方案的选择需要结合机械零部件的实际情况，通常要考虑以下几个因素：①修复再制造技术工艺对零部件材质的适应性；②可修复的厚度；③修复覆层与基体结合强度；④修复层的耐磨性。

1.2 表面修复再制造技术在机床修复中的应用

２０１４年第１２期　童七蔓磊舛技　ｌ３７　

基于激光熔覆的矿用截齿再制造技术　

石秋芳，王冠聪，张烁　

（山东能源集团有限公司，山东济南２５００１４）　

摘要针对矿用截齿过快磨损失效问题，该文提出利用激光熔覆技术对截齿进行表面修复，概述了激光熔覆技术的原理、　方法及特点，归纳了半导体激光器在激光熔覆应用中不可替代的优势，分析了激光输出功率等重要参数对激光熔覆质量的　

影响，为开展截齿可靠性研究及其推广应用提供了丰富的理论依据。　

关键词截齿激光熔覆半导体激光器　中图分类号ＴＤ４２１．５＋９　文献标识码Ｂ　ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００５—２８０１．２０１４．１２．５８　

Ｒｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｔｏｏｔｈ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｌａｓｅｒ　ｃｌａｄｄｉｎｇ　

Ｓｈｉ　Ｑｉｕ—ｆａｎｇ，Ｗａｎｇ　Ｇｕａｎ－ｃｏｎｇ，Ｚｈａｎｇ　Ｓｈｕｏ　

（Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｊｉ’ｎａｎ　２５００１４）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ　ｗｅａｒ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｍｉｎｅ　ｐｉｃｋｓ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｈｅ　ｌａｓｅｒ　ｃｌａｄｄｉｎｇ　

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ．Ｗｅ　ｏｕｔｌｉｎｅｄ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌａｓｅｒ　ｃｌａｄｄｉｎｇ　

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｔｈｅ　ｉｒｒｅｐｌａｃｅａｂｌｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｉｎ　ｌａｓｅｒ　ｃｌａｄｄｉｎｇ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　

ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｌａｓｅｒ　ｏｕｔｐｕｔ　ｐｏｗｅｒ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌａｓｅｒ　ｃｌａｄｄｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｗａｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ａ　ｒｉｃｈ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｂａｓｉｓ．ｆｏｒ　ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｓｔｕｄｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆｐｉｃｋｓ．