等离子熔覆技术

激光熔覆技术介绍 激光熔覆技术作为一种堆焊法（Overlay Welding），属于表面改质

的类型之一，将金属粉末（Powder）或钢丝（Wire）与辅助气体一同

供应到母材表面上，用激光热源使其熔融，而在母材表面上形成厚度

大于几毫米且耐磨耗性、耐蚀性、耐热性均优秀的金属涂层。经涂层

处理后，按材料表面的特性选择使用镍、钴、铁类金属粉末或钢丝。

就激光熔覆方法的特点而言，与等离子熔覆（PTA）或电弧焊接相比，

全体热输入量更小，因此，冷却及凝固速度很快，母材稀释率很低，

晶粒很细小。同时，可以形成无偏析的均匀组织，也可针对所需的部

分进行局部性涂层，因此，激光熔覆技术的适用范围很广，逐渐扩展

至模具的维护及表面硬化、机械部件的维修、汽车及船舶零部件的制

造、用于钢铁产业的表面涂层等。

优点

· 由于能量密度很高，可对高熔点材料进行堆焊处理

· 可适用于粉末状金属氧化物，碳化物等脆性材料

· 稀释率很低，易于控制稀释

· 由于热输入量很小，冷却速度很快（尽量减少裂痕） · 晶粒很细，形成无偏析的均匀组织

· 按熔覆层的厚度容易控制合金成分

· 可对微细部分进行局部性熔覆处理

应用领域

· 模具维护

· 在汽车、造船、航空领域对耐磨耗性及耐热性要求很高的零部件

· 用于钻具或液压缸且对耐磨耗性及耐热性要求很高的零部件

济南欧威激光有限公司，是韩国(株)EUROVISION LASER CO.,LTD

在中国的全资子公司，公司坐落于人杰地灵的山东省济南市，公司成

立于2016年6月，在汽车、钢铁、电子、半导体、医疗等整个产业

领域致力于开发和推广多种激光应用技术。

作为 韩国（株)EUROVISION LASER的子公司， 公司拥有的核

心激光技术不仅包括基于激光塑料焊接技术、激光热处理、激光熔覆

（热喷涂层）及激光软钎焊（锡焊）等宏观科技领域，而且包括半导

体、电子、医疗产业不可或缺的超精密加工技术、微加工技术及纳米

煤　炭　科　技　２８　Ｃ０ＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＭＡＧＡＺＩＮＥ　２００６年第４期　Ｎｏ．４　２００６　文章编号：１００８—３７３１（２００６）０４—００２８—０２　

等离子熔覆涂层与熔射成型技术及其应用　

沈娟　．刘水英２黄高中　

（１．徐州矿务集团有限公司技术中心．江苏徐州　２２１００６；２．徐州机电工程高等职业学校，江苏徐州　２２１０１１；３．徐州季季乐公司，　江苏徐州　２２１１３６）　摘　要：通过分析煤矿机械零部件表面磨损对煤炭生产过程及其生产成本造成的影响，介绍　了等离子熔覆、负压等离子熔覆涂层与熔射成型技术，以及大功率高稳定性等离子熔覆专用　数控设备的技术特点．分析了等离子熔覆涂层与熔射成型技术在刮板输送机中部槽生产加工　中的应用及效果。该技术具有良好的推广应用前景，应用后可取得显著的经济效益和社会效　益。　关键词：机械磨损；负压等离子熔覆涂层；应用效果　中图分类号：ＴＤ４０７　文献标识码：Ｂ　在工业领域中。特别是在矿山、能源、交通、建材　等部门中每年都因机器零件的磨损而造成了大量的　损失。在某些机器零部件的失效类型中。大约有　８０％是因磨损而失效报废的。仅据我国冶金、矿山、　煤炭、电力、建材等５个部门的粗略统计，每年总计　因磨损消耗钢材数百万吨，耗资２０亿　３０亿元。　煤炭生产的特点决定了煤矿机械对许多零部件　的表面耐冲击磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损性能要求很　高。生产过程中往往由于这些部件的过早失效而导　致整个装备的停产维修．对煤炭生产成本的降低和　产煤量的提升带来了诸多不利影响。　随着近代工业的发展．材料科学的理论与实践　有了很大的进展．材料耐磨性能的研究如同对材料　的断裂、疲劳和腐蚀等性能的研究一样已经作为材　料科学的一个重要的分支得到了迅速发展。特别是　最近几十年来材料的表面处理和强化已成为提高零　件耐磨抗蚀性能既经济又有效的手段。同时。一些　非金属材料、涂层和聚合物等也日益广泛地在工业　领域中得到应用　１　等离子熔覆技术简介　等离子熔覆是以等离子弧为热源．迅速加热工　件使其表面形成熔池的同时．将熔覆粉末送入熔池　里．充分熔化并排出气体浮出熔渣。随着等离子炬　和工件的相对移动，合金熔池逐渐凝固。形成合金熔　覆层　

艾德截齿等离子熔覆工艺

山东艾德实业有限公司自成立伊始，便开展截齿技术攻关与创新研究，始终走在截齿表面硬化提升的技术前沿。在整个过程中，山东艾德自主研发的等离子熔覆工艺， 使得截齿的耐磨性、抗冲击性等关键性指标得到了质的改善。

1、什么是等离子熔覆工艺？

等离子熔覆工艺是一种，以增强截齿表面耐磨性为目的的涂层技术。通过等离子弧产生的高温将熔覆材料与基体表面迅速加热并一起熔化形成熔池，在熔池中熔化金属发生一系列的混合、扩散、凝固等反应，等离子弧离开后自己冷却，在截齿表面形成一层高性能的熔覆合金耐磨层，从而实现截齿表面的强化与硬化。

2、等离子熔覆工艺的优势有哪些？

众所周知，由于硬质合金镶块硬而脆，受冲击易发生脆性断裂。且由于铜钎焊结合强度低，硬质合金镶块易与截齿体分离。可以说，合金脱落、齿体磨损是截齿失效的主要形式。等离子熔覆技术的出现为截齿性能的提高开辟了新的途径，利用等离子熔覆技术在截齿的头部熔覆2~3mm厚度的合金耐磨层，并且应用山东艾德独创的热处理等生产工艺，

使截齿的整体性能指标得到质的改善。

此外，和激光熔覆技术相比，等离子熔覆工艺过程简单、污染较少，且生产效率为激光熔覆的6~10倍。因此在电力、矿山、冶金、机械等诸多领域，等离子熔覆技术拥有广阔的前景。

3、等离子熔覆工艺的操作流程

等离子熔覆的材料通常以粉末的形式加入，目前常用的是耐磨、耐腐蚀等综合性能良好，且与基体润湿性较好的Ni基、Co基、Fe基等自熔合金粉末。山东艾德采用的是美国进口的铁基碳化钨，通过等离子熔覆技术，可以在截齿头部合金部位形成一圈高硬度、耐冲击腐蚀的耐磨层，其耐高温性能优于激光熔覆层。

4、艾德截齿的技术指标

使用等离子熔覆技术的艾德截齿，究竟能达到什么性能呢？通过专业的检测工具，我们发现艾德截齿的等离子熔覆耐磨层，硬度达62HRC，远超市场上的同类产品。此外，拥有耐磨层的截齿，在井下进行煤岩切割时，综合性能要高于没有耐磨层的截齿。

激光等离子熔覆技术及再利用

激光等离子熔覆技术（Laser Plasma Melting，LPM）是一种先进的表面处理技术，其核心是利用激光产生的等离子体将材料表面溶解，形成一层薄膜，用以增强表面硬度、耐磨、抗腐蚀性能和减少摩擦系数。LPM技术不但可以提高材料的性能，还可以实现原有材料的再利用，具有重要的应用价值和社会效益。

LPM技术的基本原理是以高功率密度激光束为能量源，瞬间加热材料表面，产生等离子体，使材料表面迅速熔化并形成液态金属谷物，再通过液态金属的匀勻化和混合，实现表面层的涂布并形成均一的涂层结构。初始粉末经过激光熔覆后与基材接触后固化成为配好比例的合金结构，从而让材料的表面性能得以显著提高。

与其他表面加工技术相比，LPM技术具有许多优点。首先，LPM技术能够在没有导体或者完好的气氛条件下对材料进行熔覆，使其具有独特的环境适应性。其次，LPM技术熔覆后的涂层结构形式稳定，附着力强，不易脱落。此外，LPM技术可以加工高硬度、高溶点及复杂形状的材料，并且可以实现自动化加工，生产效率高。

LPM技术的应用十分广泛。其中，飞机发动机涡轮叶片、船用螺旋桨、汽车发动机零部件、刀具、模具、航空及能源材料等领域都很适合采用LPM技术进行加工和表面改性。

除了提高材料表面性能外，LPM技术可以实现原有材料的再利用。例如，对于磨损材料，可以通过LPM技术进行表面重建，提高材料的使用寿命。对于过时的产品，可以通过LPM技术将其重新加工后再次利用。因此，LPM技术具有二次开发和再利用的价值。