山西高速激光熔覆设备技术

激光熔覆在模具领域应用工艺

　　激光熔覆技术在模具领域应用的基本工艺流程为：模具表面检查及维修方案确认→模具表面油污清理→根据硬度要求选择合理的涂层及加工参数→熔覆加工→模具加工后表面修复并在交货前进行检验。各工序的步骤及注意事项为：

　　1、模具表面检查及保养计划确认

　　检查模具是否有裂纹、拉伤、凹坑，加工位置是否为平面或R角。根据不同问题确定修复方案，对需要处理的地方进行适当打磨。

　　2、模具表面油污的清理

　　用清洗液清洗，去除水垢、油渍、油脂和油漆等，提高表面熔覆效果。

　　3、根据硬度要求选择合理的涂层和加工参数

　　根据维护计划和客户要求选择合适的功率、焦距、光斑和镀膜(例如铸铁使用铁机粉)。

　　4、包覆加工

　　涂料通过设备均匀铺展，激光器发射激光束，激光束经内部透镜折射作用于加工表面，使涂料层与基材表面形成完整的冶金结合。

　　5、处理后模具表面修复

　　钳工对熔覆表面进行研磨、抛光，确保模具间隙和表面粗糙度符合要求。

　　6、交货前检验

　　检查处理后的硬度和表面粗糙度是否满足客户的要求，如果不符合要求，重做。

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。

激光熔覆是一种对基材的表面改性技术。通过预先设定熔覆路径，利用激光辐照，使熔覆材料与基体表层快速熔化成激光所经过的熔池，然后快速凝固成冶金结合、低稀释的熔覆层，因此即对机械零件进行原位修复，或熔覆工艺，以提高原基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能。

　　与传统加工技术相比，激光熔覆技术具有以下特点：

　　1、熔覆层与基体能形成冶金结合;

　　2、基体受到的热影响小，不易变形;

　　3、熔覆层的稀释率低，节约昂贵的熔覆材料;

　　4、熔覆层的厚度大小可以控制;

　　5、可以修复零部件的特定部位及其他方法难以处理的部位。

　　在对农机零部件进行熔覆和修复之前，需要对农机零部件的表面进行预处理。由于农机工作环境恶劣，农机零部件表面常常覆盖有土壤、油污、水、化肥、农药、铁锈、氧化层等，因此与其他领域相比，零部件的修复工作更多复杂的。对于农业机械的零部件，一般的操作是用水冲洗掉接触土壤的部件表面的污垢。如果破损表面污垢比较牢固，可以采用激光清洗的方法清理。之后，用砂纸打磨待熔覆表面，并用丙酮清洗，避免激光熔覆时表面污渍进入熔覆层，造成缺陷，影响熔覆层的质量和性能。

激光熔覆修复技术，以高能激光为热源，将金属合金材料(粉末、糊状、丝状等)快速凝固，形成致密、均匀、厚度可控的冶金结合层，提供了表面修复的好方法。

　　激光熔覆在轴修复中的优势如下：

　　1、优化轴的表面性能：激光熔覆可在轴表面形成与基体熔合、成分和性能完全不同的合金镀层。由于基体熔层极薄，对熔覆层的成分影响很小。我们可以根据具体需要制备具有耐热、耐腐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或光、电、磁性能的表面涂层。从而有效地提高了轴表面的性能。

　　2、冶金结合强度高：在激光熔覆过程中，添加的熔覆材料完全熔化，成为熔覆层的主体合金;同时，一层薄薄的基础合金也被熔化，与目标合金形成冶金结合。不易脱落，解决了电镀、喷涂等传统冷加工工艺中镀层与基体结合强度差的问题。

　　3、热输入低变形小：激光熔覆快热快冷，对母材影响小，稀释率≤5-8%；解决了传统电焊、氩弧焊等热熔焊不可避免的热变形加工工艺、热疲劳损伤等一系列技术难题。

　　4、适用多种材料：可制备铁基、镍基、钴基、铜基、复合材料等多种合金镀层。

随着现代科学技术和工业的不断发展，零件的工作环境越来越复杂，对表面性能的要求也越来越高。因此零件报废率大大增加。通常因表面失效而报废的零件包括：转子叶片、辊轴零件、齿轮零件、接头零件等。

　　仅表面损伤的零件，在零件的综合性能满足使用条件的情况下，可以进行修复。因加工不当或服役损坏而报废的零部件如果能够得到修复，不仅可以节省的经济和时间损失，还可以提高资源的利用率，符合我国的可持续发展战略。

　　目前，零件修复的方法有激光熔覆、真空钎焊、真空镀膜、钨极惰性气体保护焊(TIG)和等离子熔覆修复。激光熔覆是根据工件工况要求，熔覆具有各种设计成分的金属或非金属，制备出具有耐热、耐腐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或光学、电学、磁性。

　　激光熔覆是一种快速冷却工艺。在熔覆过程中，对被修复工件的热输入小，热影响区小，熔覆层组织精细，易于实现自动化。因此采用激光熔覆的方法修复零部件比其它的方法具有更大的优势。激光熔覆技术解决了传统电焊、氩弧焊等热加工工艺中不可避免的热变形、热疲劳损伤等一系列技术难题，也解决了传统冷加工工艺中涂层与基体的结合强度问题，如由于电镀和喷涂不一致，这为表面修复提供了良好的途径。利用激光还可以修复受损的三维复杂零件，充分体现了激光再制造技术的灵活性和性。

激光熔覆同步送粉智能设备技术

　　送粉设备作为熔覆设备的核心元件之一，其性能的好坏将直接影响熔覆层的质量，随着激光熔覆技术的飞速发展以及对熔覆层的加工精度和质量要求的提高，开发的送粉设备对激光熔覆加工显得尤为重要。

　　为此，西安国盛激光科技凭借自身的技术及研发实力，研制出适用于速激光熔覆同步送粉智能设备。该智能送粉设备系列为满足激光熔覆以及速激光熔覆的送粉精度而生。在高功率大送粉量的服役工作中保持稳定性的同时，也能够在精密送粉工艺中发挥其到的微量送粉功能。

　　单工位熔覆淬火设备机床采用全HT铸造床身，结构稳定，减震性高，PLC控制具有“友好”的人机对话界面，四轴机构(X、Y、Z、旋转轴)可实现联动;单工位设计、结构简单、操作方便;全水冷熔覆/淬火头可实现24小时连续作业;该设备大回转直径Ø600mm，装夹工件大长度3000mm，大承载能力3T;可实现轴类、盘类零件的外圆熔覆/淬火，也可对内孔进行熔覆/淬火。

　　目前，激光熔覆技术发展迅速，日趋成熟，正走向推广应用阶段。激光熔覆技术是绿色再制造技术的重要支撑技术之一，是符合国家可持续发展战略的高新技术。中国科学家在基础理论研究方面处于国际水平，为激光熔覆技术的发展做出了贡献。但另一方面，激光熔覆技术的应用水平和规模还不能满足市场需求。解决工程应用中的关键技术，研制特种合金粉末系统，研制送粉装置和技术，系统研究无损修复方法，建立质量和评价体系，加大力度，培育工程应用有信可依的在制造业市场竞争日益激烈的今天，激光熔覆技术有着的潜力。