激光熔覆加工
激光熔覆也叫激光堆焊,采用高能量激光作为热源,以金属合金粉末作为焊材,通过激光与合金粉末同步作用于金属表面实现快速熔凝,形成致密、均匀、稀释率低、厚度可控的冶金结合的合金层,是一种可以显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热及电气特性等性能的表面改性方法。
激光熔覆层的材料和硬度可根据需要进行灵活调整,不同的涂层材料可获得不同的表面性能。常见的熔覆层材料:铁基、镍基和钴基三类合金。
在石化工业中对关键部件表面熔覆超耐磨抗蚀合金,可以在零部件表面不变形的情况下大大提高使用寿命;对模具表面进行激光熔覆处理,不仅能提高模具强度,还可以降低2/3的制造成本,缩短4/5的制造周期。对于曲轴的修复,若采用等离子喷涂修复,涂层和基体的结合强度不够,回装后,可能影响设备的安全运行。而采用表面堆焊的方法修复,很难保证修复层的耐磨性和基体不产生裂纹。鉴于这些情况,激光熔覆技术成为修复方案的首要选择。
曲轴在高温、高压的环境中工作,加上其自身在高速的旋转,这就使得曲轴容易发生磨损、腐蚀甚至断裂。本文通过在40Cr钢上激光熔覆Ni60合金粉末,并在粉末中添加不同比例的Al2O3粉末和Y2O3粉末,研究了不同激光工艺参数对熔覆层显微硬度、显微组织的影响,获得了佳的工艺参数。并对修复试样进行了宏观质量、显微硬度和显微组织的分析,得出了以下结论:
(1)熔覆工艺参数对熔覆层的影响:在选取电压380V、脉宽2.0ms、脉冲频率10Hz的前提下,在一定的范围内,随着扫描速度的增加,熔覆层的显微硬度增加,熔覆层组织会细化;超过一定的速度范围,硬度会下降,显微组织也会变粗大。由于所选的距离比较接近,所以离焦量对熔覆层的影响并不是很明显。通过对比分析,选择的佳激光功率参数是电压380V,脉宽2.0ms,脉冲频率10Hz,扫描速度120mm/min,距离工件的距离为30mm。
(2) Al2O3的加入提高了熔覆层的显微硬度,但硬度的大值并不再熔覆层的表层,而在表层的下面。加入适量Al2O3粉末,熔覆层的显微组织得到了细化,枝晶的分布更加均匀。
以上信息由专业从事大型曲轴激光熔覆的沪联电机维修于2024/8/13 6:05:43发布
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