熔覆技术范文精选

介绍了激光熔覆技术的发展、应用、设备及工艺特点，简述了激光熔覆技术的国内外研究现状，指出了激光表面改性技术存在的问题，展望了激光熔覆技术的发展前景。

0引言

激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术，是指激光表面熔敷技术是在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化,光束移开后自激冷却形成稀释率极低,与基体材料呈冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法[1~3]。如对60#钢进行碳钨激光熔覆后，硬度最高达2200HV以上，耐磨损性能为基体60#钢的20倍左右。在Q235钢表面激光熔覆CoCrSiB合金后，将其耐磨性与火焰喷涂的耐蚀性进行了对比，发现前者的耐蚀性明显高于后者[4]。

激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术,它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低成本,节约贵重稀有金属材料，因此,世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视[1-2、5-7]。

1激光熔覆技术的设备及工艺特点

目前应用于激光熔覆的激光器主要有输出功率为1~10kW的CO2激光器和500W左右的YAG激光器。对于连续CO2激光熔覆,国内外学者已做了大量研究[1]。近年来高功率YAG激光器的研制发展迅速,主要用于有色合金表面改性。据文献报道,采用CO2激光进行铝合金激光熔覆,铝合金基体在CO2激光辐照条件下容易变形,甚至塌陷[1]。YAG激光器输出波长为1.06μm,较CO2激光波长小1个数量级,因而更适合此类金属的激光熔覆。

同步注粉式激光表面熔覆处理示意图[8]

激光熔覆按送粉工艺的不同可分为两类:粉末预置法和同步送粉法。两种方法效果相似,同步送粉法具有易实现自动化控制,激光能量吸收率高,无内部气孔,尤其熔覆金属陶瓷,可以显著提高熔覆层的抗开裂性能,使硬质陶瓷相可以在熔覆层内均匀分布等优点。

介绍了激光熔覆技术的发展、应用、设备及工艺特点，简述了激光熔覆技术的国内外研究现状，指出了激光表面改性技术存在的问题，展望了激光熔覆技术的发展前景。

0引言

激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术，是指激光表面熔敷技术是在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化,光束移开后自激冷却形成稀释率极低,与基体材料呈冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法[1~3]。如对60#钢进行碳钨激光熔覆后，硬度最高达2200HV以上，耐磨损性能为基体60#钢的20倍左右。在Q235钢表面激光熔覆CoCrSiB合金后，将其耐磨性与火焰喷涂的耐蚀性进行了对比，发现前者的耐蚀性明显高于后者[4]。

激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术,它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低成本,节约贵重稀有金属材料，因此,世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视[1-2、5-7]。

1激光熔覆技术的设备及工艺特点

目前应用于激光熔覆的激光器主要有输出功率为1~10kW的CO2激光器和500W左右的YAG激光器。对于连续CO2激光熔覆,国内外学者已做了大量研究[1]。近年来高功率YAG激光器的研制发展迅速,主要用于有色合金表面改性。据文献报道,采用CO2激光进行铝合金激光熔覆,铝合金基体在CO2激光辐照条件下容易变形,甚至塌陷[1]。YAG激光器输出波长为1.06μm,较CO2激光波长小1个数量级,因而更适合此类金属的激光熔覆。

同步注粉式激光表面熔覆处理示意图[8]

激光熔覆按送粉工艺的不同可分为两类:粉末预置法和同步送粉法。两种方法效果相似,同步送粉法具有易实现自动化控制,激光能量吸收率高,无内部气孔,尤其熔覆金属陶瓷,可以显著提高熔覆层的抗开裂性能,使硬质陶瓷相可以在熔覆层内均匀分布等优点。

【摘 要】本文介绍了液压支架长期在井下工作的恶劣环境，对井下作业的人员造成极大地安全隐患，定期维修费用又是一笔不小的开支。激光熔覆技术在液压支架立柱上的成功应用，引领了矿山设备技术升级、产业升级走进一个新时代。

【关键词】激光熔覆 液压支架 煤炭机械

【中图分类号】TG174.4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2015）04-0198-02

一 液压支架的工作环境

液压支架是将液压支架顶梁和底座连接起来的部件，承受顶板的载荷式支架的主要承载部件。液压支架工况条件苛刻，大多数是在高速、重载、振动、冲击、摩擦和介质腐蚀等的工况条件下工作。运行时间长，绝大部分机械设备不分昼夜，长年累月连续作业。工作环境恶劣，设备时刻处于粉尘、水汽以及有害气体的包围之中。条件差，环境恶劣，工况苛刻，停机时间短，使机械零部件得不到良好的和维护。随着中厚偏薄、薄煤层开采力度的加大，被输送物料的研磨性指数也不同程度地增加，加剧了设备的磨损。

液压支架在使用过程中立柱外圆表面容易被腐蚀、磨损，直至失效。必然会引起整套装置运行不稳定，带“病”运行的设备对于井下作业的人员来说是一个极大地安全隐患。设备停运导致减产，设备维修或更换也是一笔不小的开支。

液压支架正常使用周期最少应在一年以上，如果因油缸锈蚀而升井维修，大修周期一般为半年，维修费用是整机费用的30%左右。在行业内，液压支架油缸外圆表面普遍都采用电镀铬技术进行防护，对于井下十分复杂的作业环境，其抗腐蚀能力远远未达到理想状态。如何改变液压支架油缸的表面防护技术，提高油缸乃至支架整机在井下的环境适应能力和使用寿命成了亟待解决的问题。再加上传统电镀工艺所使用的六价铬在生产过程中会产生铬雾、废水、废渣等影响生态环境的物质，有悖于国家绿色环保的要求，不利于节能减排，国家对此的监管力度在不断加强。同时，设备升井维修、制造新品也会消耗大量能源。

二 激光熔覆技术的作用

摘要：本文从大型设备检修实际案例进行了激光熔覆技术的介绍，对同类型的设备检修有着较强的借鉴作用。

本文从大型设备检修实际案例进行了激光熔覆技术的介绍，对同类型的设备检修有着较强的借鉴作用。

In this paper, the laser cladding technology introduced from the maintenance of large equipment case, has a strong reference to the maintenance of the same type.

关键词：汽轮机；激光熔覆

中图分类号：TK26 文献标识码：A

一、前言

唐钢炼铁厂10#汽轮发电机组由于调速汽门不严，打闸停机后，调速汽门仍有蒸汽进入机组，致使转速上升，最高到4900rpm，不得不破坏真空，迅速关闭主汽门，才能将转速降下而停机。如果不及时破坏真空，转速将失去控制，严重的将造成飞车等严重设备事故。同时，机组启机时调速系统基本失去作用，转速无法控制，冲转时无法按照升速曲线进行暖机，只能采取用主汽门旁路门手动升速的方法奇迹。即升速时将一道主汽门全开，二道主汽门全关，缓慢打开二道主汽门旁路门控制转速上升。这种升速方法完全依靠职工手感和经验，转速虽然能控制在一定范围内，但由于定速并网需要转速稳定在4340rpm，而手动升速很难将其控制在一个稳定值上，故并网时需要反复调整转速，造成发电机并网空难，同时机组存在设备安全隐患。

二、设备故障原因

摘要：本文首先对激光熔覆技术进行概述，然后分析了激光修理技术的开发与应用，最后列举了激光熔覆工业化应用实例。

关键词：激光熔覆技术，石化机械，维修，应用实例。

中图分类号： F407.4 文献标识码： A文章编号：

一、激光熔覆技术概述

1.1 激光熔覆技术的定义

激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、 抗氧化及电器特性等的工艺方法。激光熔覆技术是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而兴起的一种新的表面改性技术，是指激光表面熔敷技术是在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化，光束移开后自激冷却形成稀释率极低，与基体材料呈冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法[.如对60#钢进行碳钨激光熔覆后，硬度最高达2200HV以上，耐磨损性能为基体60#钢的20倍左右。在Q235钢表面激光熔覆CoCrSiB合金后，将其耐磨性与火焰喷涂的耐蚀性进行了对比，发现前者的耐蚀性明显高于后者。

激光熔覆技术是一种经济效益很高的新技术，它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低成本，节约贵重稀有金属材料，因此，世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视。

1.2 激光熔覆的技术特点

摘要：针对模具制造、修复与预保护中表面处理问题，提出应用激光熔覆技术，对模具表面进行激光处理，该技术与常规的模具表面处理技术相比，具有工件变形小，涂覆层质量稳定，表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性显著提高等优点。

关键词: 激光熔覆模具表面修复 保护

引言

在现代生产中,模具已成为大批量生产各种工业品和日用生活品的重要工艺装备之一。随着模具工业的迅速发展，采用模具成型的制品的比例在不断增加，对于模具的品种和数量的需求也在不断增加。为了减少大量制造模具带来的人力、物力、资源等方面的压力，采用先进的技术提高模具表面处理质量，从而在最经济的基础上延长模具的使用寿命，不仅能够降低制品的成本，提高经济效益，同时也减少了对于地球有限材料资源的消耗，显示出重要的社会效益。

随着表面工程技术的飞速发展，表面处理的技术、方法、工艺也在不断改进和创新，传统的模具表面处理技术如堆焊、电刷镀、热喷涂等，由于它们所产生的处理层与金属基体大多为机械结合，结合力较差，而且对工件的抗疲劳强度有一定的影响，在应用上受到一定的限制。激光熔覆技术是一种高新的表面处理技术，它利用激光束能量,使涂覆材料熔覆于工件表面而形成抗磨蚀层或抗磨层等预定的性能,提高工件的使用寿命。与传统的方法相比,该技术具有工件变形小，加工效率高、表层质量稳定，表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性显著提高等优点。

1激光熔覆技术

激光熔覆的试验研究始于20世纪70年代，1981年成功地在喷气发动机叶轮片上用激光涂覆钴基合金面并显著提高了其耐磨性。激光熔覆是材料表面改性技术的一种重要方法，它是利用高能的激光束（104-106 W/cm2）在金属表面辐照，通过涂覆材料的迅速熔化、扩展和迅速凝固，冷却速度达到102-106℃/s，在基材表面熔覆一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料，从而构成一种新的复合材料，以弥补基体所缺少的高性能。

激光熔覆可以根据工件的工况要求，设计各种熔覆成分的金属或非金属，制备耐热、耐蚀、耐磨、抗氧化、抗疲劳或具有光、电、磁特性的表面覆层。

【摘 要】目前国内采煤机电机输出端高速轴一般采用骨架油封与轴套的接触式密封，但在特殊的工况下，轴套常常使用不久就被损坏失效，其主要失效形式为表面的磨损。在设备的日常的维护检修过程中，如未及时发现轴套失效而产生了漏油现象，泄漏的油液就容易流入电机，致使电机损坏，这种情况发生过并造成了较大损失。基于上述问题，通过对故障的分析，我公司引用激光熔覆技术，对采煤机电机高速轴处轴套表面涂覆一层合金耐磨层，并在试验装备上与之前所使用的轴套进行了对比试验，并在试验后通过矿方客户使用耐磨套的情况，总结出激光熔覆技术在采煤机高速轴上取得了很好的使用效果。

【关键词】激光熔覆；采煤机；高速轴

1、激光熔覆技术在我公司使用背景

2012年我公司MG300/710-WD型采煤机在鄂尔多斯忽沙图矿使用不久，采煤机高速轴轴套摩损严重不能正常使用（如图1），后经验证硬度及耐磨性普遍达不到使用要求。

激光表面熔敷技术是在激光束作用下将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面迅速加热并熔化，光束移开后自激冷却形成稀释率极低，与基体材料呈冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的一种表面强化方法。

为了解决采煤机高速轴套因摩擦变形产生的漏油现象，考虑验证并使用激光熔覆这种新技术在采煤机高速轴上。

2、轴套失效故障分析及厂内试验验证

2.1采煤机高速轴套失效原因分析

[摘 要]主要针对我公司采煤机中易损零件导向靴的内槽面表面处理的各种工艺方案进行介绍。针对导向靴工作状态下频繁与输送机、销排摩擦碰撞，极易发生断裂的问题，我公司在提高导向靴内槽面耐磨性能方面进行了多次尝试，包括表面淬火、堆焊耐磨层、焊接耐磨板等各种工艺方案，并且在近期运用了新兴的增材制造方法，采用激光熔覆处理技术对导向靴内槽面进行处理。经过对多种工艺方案的试验研究，掌握了各工艺方案的优缺点，总结了经验，对其他零件的表面处理也起到了一定的借鉴作用。

[关键词]导向靴 采煤机 耐磨性能 激光熔覆

中图分类号：TG146 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）17-0211-01

导向靴是采煤机行走部的重要零件，它将采煤机与刮板运输机衔接在一起，支撑链轮与销排啮合以实现采煤机的运动。由于采煤工艺及井下特殊环境的影响，导向靴工作状态下频繁与输送机、销排摩擦碰撞，受力复杂，工作环境恶劣，比较容易磨损，磨损到一定程度后会发生断裂。如何提高接触面耐磨性能一直是我单位亟待解决的难题。

1 导向靴内槽面耐磨性能的技术探索

确保采煤机井下行走部件的寿命和使用性能，对于煤矿高效开采具有重要意义。为此，我单位曾尝试过诸如表面淬火、堆焊耐磨层、焊耐磨板以及激光熔覆处理等各种方案。

1.1 内槽面表面淬火

内槽面表面淬火是我公司研发生产第一代采煤机时选择的表面处理方法。作为衡量材料耐磨性的重要指标之一，在同种材料图1导向靴内槽面（标识的部分）示意图的情况下，不考虑其他因素，硬度越高，耐磨性越好。为此，在机械加工后对内槽面进行感应加热表面淬火以提高其表面硬度。表面淬火硬度达到HRC48-52，淬硬层深度5-7mm。由于钢的芯部仍保持冷态，这种方法变形量小，尺寸比较容易控制[1]。但使用效果欠佳，在恶劣的工作状态下，导向靴破裂现象仍然会经常发生。不能从根本上改变导向靴仍是综采设备中的易损件的现状。

摘要：本文介绍了塑料模具的种类、塑料模具钢、塑料模具的主要失效形式及常用的模具修复技术。研究了塑料模具冲蚀磨损失效的机理。优化了激光熔覆修复塑料模

具的工艺参数。提出了几种基于再制造技术的模具结构设计的方法。

关键词：塑料模具；失效机理；熔覆再制造技术

1.塑料模具的主要失效形式

塑料模具随着现代工业的快速发展得到了广泛应用，导致模具失效问题越来越普遍，造成大量的模具报废，严重影响了塑料制品的质量，模具的失效已成为制约塑料模具行业使用和发展的重要问题。

（1）表面磨损和腐蚀

塑料熔化后塑料颗粒以一定压力和速度在模具型腔内流动，以及冷却凝固后的塑料制品从模腔内中脱出，这都会使塑料件和模具型腔表面产生摩擦，并且塑料中含有较硬的固体填料如硅砂、云母粉、钛白粉、玻璃纤维等，则使磨损更为剧烈。

加之，一些塑料熔化后，其中含有氯、氟等成分的物质受热分解后会释放出氯化氢、氟化氢等腐蚀性气体，会使模具型腔表面产生腐蚀。这些因素的影响达到一定程度后就引起型腔表面粗糙度升高，最终导致模具尺寸超差而失效，从而造成塑料制品质量不合格。

摘要：本文重点针对液压支架立柱外表面修复中激光熔覆技术的运用做出了深入研究，论述了立柱外表面失效原因、修复工艺流程、以及安全技术要求，结果证实采用激光熔覆技术能够将液压支架立柱有效修复，恢复其原有性能。

关键词：液压支架；立柱；

0 引言

液压支架是矿井综采工作面最重要的支护设备，主要针对工作面顶板进行支撑并保护综采设备和作业人员的安全，立柱是实现支撑和承载的主要部件，一旦立柱出现故障，支架的支护能力则受到影响，综采工作面的安全系数将大大降低，直接影响安全生产，甚至造成无法估计的后果。立柱在使用过程中，由于缸体外表面在井下复杂的工作环境下受腐蚀、磨损、冲击等引起镀层脱落导致密封损坏，从而使立柱漏液或泄液，进而影响支架整体使用性能，导致工作面不能正常生产。因此，如何提升立柱外表面的耐磨、耐腐蚀、抗冲击性能，延长立柱的使用寿命，具有重要的意义。

1 立柱外表面失效原因及常见修复工艺

1.1 立柱外表面失效原因分析

由于井下工作环境特殊，井下湿度大（相对湿度约75%以上）且含有硫等腐蚀物质的粉尘较多，加之井下空气中含有二氧化硫、硫化氢等有毒有害气体，形成了井下复杂特殊的酸性和碱性腐蚀介质工作环境，立柱长期在这种环境下工作，表面承受冲击和腐蚀，出现了不同程度的锈蚀、斑坑以及镀层脱落等表面缺陷，影响了立柱的密封性能，造成了立柱在使用过程中的失效；另外，立柱在使用过程中，因局部磕碰或煤渣颗粒冲击和频繁的动作也会导致外表面磨损划伤而失效。因此，腐蚀和磨损成为了矿用液压支架立柱失效的主要形式。

1.2 立柱外表面常见修复工艺