山东东营激光熔覆设备技术

玻璃磨具激光熔覆加工是一种新型加工技术，其原理是用高能激光束照射玻璃磨具表面，使表面快速熔化，形成一层高硬度层。涂层以提高其耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性。







　　一、玻璃磨具激光熔覆加工原理

　　玻璃磨具激光熔覆加工的原理是利用高能激光束照射玻璃磨具表面，使表面快速熔化，形成一层高硬度涂层，提高其耐磨、耐腐蚀、耐高温性能。激光熔覆过程中，高能激光束聚焦在玻璃磨具表面，使表面材料快速熔化并形成液池，同时添加碳化物、氮化物等高硬度涂层材料，增强涂层硬度。和耐磨性。在激光束的作用下，液池中的涂层材料迅速冷却并结晶，形成高硬度涂层。







　　二、玻璃磨具激光熔覆加工特点

　　1、：玻璃磨具激光熔覆加工采用高能激光束，可以快速地熔化材料并形成涂层，大大缩短了所需的加工时间。

　　2、高硬度：通过添加高硬度涂层材料，使玻璃磨具激光熔覆形成的涂层具有高硬度，可显着提高玻璃磨具的耐磨性。

　　3、耐腐蚀性强：涂层材料具有良好的耐腐蚀性，可以保护玻璃磨具表面免受腐蚀损坏。

　　4、耐高温性好：由于镀膜材料具有良好的耐高温性，可以保护玻璃磨具在高温环境下的稳定性。

　　5、适用范围广：玻璃磨具激光熔覆加工适用于各种类型的玻璃磨具，如平板玻璃、曲面玻璃等。







　　三、激光熔覆加工玻璃磨具的应用

　　玻璃磨具激光熔覆加工技术已广泛应用于光学、汽车、航空航天等多个领域，下面介绍几个具体应用实例。

　　1、光学领域：在光学领域，玻璃是常用的材料之一，但它容易磨损、腐蚀。采用玻璃磨料激光熔覆加工技术可以显着提高玻璃的耐磨性和耐腐蚀性，延长其使用寿命。

　　2、汽车领域：汽车玻璃在使用过程中容易受到环境污染和摩擦损坏，采用玻璃磨具激光熔覆加工技术可以增强汽车玻璃的耐磨性和耐腐蚀性，提高其可靠性和安全性。

　　3、航空航天领域：在航空航天领域，高温、高压、高速等极端环境下使用的玻璃材料需要有更高的性能要求。采用玻璃磨具激光熔覆加工技术，可以增强玻璃材料的耐高温、耐腐蚀、耐磨性能，提高其稳定性和可靠性。







　　四、激光熔覆加工玻璃磨具的发展前景

　　随着科学技术的不断发展，玻璃磨具激光熔覆加工技术将不断进步和完善。未来，该技术将在以下几个方面得到进一步发展和应用：

　　1、设备研发：进一步开发、稳定的玻璃磨料激光熔覆加工设备，提高设备的加工速度和可靠性。

　　2、材料创新：不断探索硬度高、耐腐蚀性强的新型涂层材料，满足不同领域的需求。

　　3、工艺优化：优化玻璃磨具激光熔覆工艺，提高镀层的均匀性和致密性，降低缺陷率。

　　4、应用拓展：将玻璃磨具激光熔覆加工技术应用到更多领域，如电子、能源等领域，为产业发展提供更广阔的空间。

激光熔覆技术优点：

　　1、稀释率较低;基材上热影响区小;

　　2、与基体形成冶金结合，结合强度达95%以上;

　　3、熔覆层与基体均匀，无粗大铸造组织;

　　4、熔覆层及其界面结构细小，晶粒细小;

　　5、无空洞、夹杂裂纹等缺陷;

　　6、激光加工时基材表面仅轻微熔化，激光加工后不存在热变形;

　　7、熔覆层与基底润湿性好，结合强度高，易于实现自动化；

九十年代初，激光再制造技术出现成为科研的热门，大部分都专注于它的研究。随着再制造理念逐渐被社会接受和技术的不断长进，我国再制造工业己取得较大的成就，工业规划不断扩大，覆盖行业层面更为广阔，智能程度越来越高，成为近年来激光加工技术的一个新亮点。

　　现在，我国已进入汽车、工程机械和车床作废置换的高峰期，再制造工业开展面临可贵机会，潜力非常大。激光再制造技术已根本成熟，这样就是一个激光再制造的智能商场正扑面而来。

　　激光再制造技术是近年来新式的一种技术方式，他以激光熔覆、激光淬火、激光表面合金化技术为主，依据修复零部件的受损使其达到受损前或比受损前更好的功能。

　　激光熔覆为激光再制造技术。激光熔覆运用高能激光束作为热源，通过金属及焊材的迅速熔化、扩展和冷却，构成一种具有特别功用的表层，这种表层一般具有耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等功用，激光熔覆的优势在于熔覆层与基体是冶金结合，基体热影响区极小，加工和热变形小，对孔洞、搀杂、裂纹等缺陷控制较好。







　　激光淬火是运用聚焦后(或通过光束整形)的激光束加热于金属表面使其产生马氏体相变构成马氏体淬硬层的进程，通过激光淬火加工后工件表面粗糙度根本不变，不需要后续机械加工就可以满足实践工况的需求;







　　激光合金化则通过激光参与将合金粉末与基体材料相作用构成一种新相的表面处理办法。

　　激光加工技术在再制造业中的运用与在其他制造业中的运用相同，有着其他加工技术不可代替的好处。激光加工用于再制造业是由相变硬化开展到激光表面合金化和激光熔覆，由激光合金涂层开展到复合涂层及陶瓷涂层，然后使得激光表面改性技术成为再制造的一项重要手法。

　　激光再制造技术的出现打破了传统再制造技术在可批改材料及批改零件形状等方面的约束，打破了再制造技术的局限性，选用激光再制造技术批改高温、高压、高转速涡轮动力机械零部件，已先后被石化、电力、煤炭、冶金、轿车等十几个行业认可及应用。

轧辊是使(轧材)金属产生塑性变形的工具，是决定轧机效率和轧材质量的重要大型消耗性部件。轧辊失效的普遍原因是早期磨损失效。目前，轧辊由于磨损需要修复时多采用车削或磨削等“补救措施”修正辊型。采用激光熔覆修复轧辊表面已成为延长轧辊寿命的一个主要发展方向和途径。该技术不仅可以修复轧辊，而且可以提高轧辊的耐磨性，延长轧辊的使用寿命，改善钢材的表面质量。

　　而造成辊压机轴磨损的主要原因如下：

　　1、辊压机物料粒度的控制不力；

　　2、辊压机密封失效，造成轴承载荷增大；

　　3、轴承疲劳运行，造成轴承游隙偏大；

　　4、压盘预紧力不足；

　　5、冷却铜管频繁堵塞或设计过细；

　　6、没有定期清除稳流仓物料，排除富集金属物，使设备频繁过载调停影响轴承寿命；

　　7、液压系统隐患辊缝长期偏差现象严重。

　　通常轴类零件主要失效的原因有轴变形、轴断裂、轴表面失效。发电机转轴、各种传动轴等轴类零件的破坏主要是以磨损为主的。其中轴变形、轴断裂是不可以修复的，而以磨损为主的表面失效是可以修复的。采用大功率激光熔覆修复技术，可在轴类零件表面失效的部分，激光熔覆一层铁基合金材料，使得熔覆合金层的零件表面有良好的机械性能，将报废的零件再次使用。

目前，国内激光熔覆领域存在这样的情况。新工艺不断在大学实验室进行测试，但没有平台可以实现真正的应用验证。工厂企业激光熔覆工艺更新缓慢，没有科研力量做后盾。这种产学研脱节严重制约了我国激光熔覆行业的发展。

　　激光熔覆的成本一直是制约其发展的关键因素。设备投入、研发投入、人员成本、粉末成本等。激光熔覆产品价格高与大多数激光加工企业规模大、成本高、单件产品加工成本高有很大关系。一两台设备加工效率低，无法应对大规模加工。十几台设备加工，但设备初期投资太大，没有工作量时大量设备闲置，普通企业承受不起。

　　激光熔覆合金粉末的成本是除设备成本外的另一大成本支出。对于小规模生产，粉末制造和采购成本占产品成本的很大一部分。只有大量采购和使用，才能降低产品的整体成本。同时，由于激光熔覆后的各种机械工艺，实际熔覆层并不具备初始熔覆层的厚度，因此提高后续加工精度，降低初始熔覆层厚度成为降低成本的必然.

激光熔覆与激光合金化的两个过程类似，但有本质区别，主要区别如下：

　　1、激光熔覆过程中，熔覆材料完全熔化，基体熔层极薄，因此对熔覆层成分的影响极小，而激光合金化是在表面熔合中加入合金元素基体层，目的是在基体的基础上形成新的合金层。

　　2、 从本质上讲，激光熔覆不是利用基体表面的熔融金属作为溶剂，而是将单配置的合金粉末熔化，使其成为熔覆层的主体合金，同时形成一层薄薄的基底合金层也熔化，与其形成冶金结合。

　　激光熔覆技术制备新材料是极端条件下失效零件修复再制造和金属零件直接制造的重要基础，受到了科学界和企业的高度重视。