【華恒節(jié)能】金屬表面硬化修復(fù)的先進(jìn)技術(shù)-高速激光融覆工藝

表面涂層技術(shù)，是防護(hù)機(jī)械設(shè)備及其重件表面腐蝕、磨損等失效的最重要和最基本手段。

相比于傳統(tǒng)的涂層制備技術(shù)如電鍍、熱噴涂、堆焊等方法存在各自的局限性，激光熔覆技術(shù)因具有清潔綠色和涂層品質(zhì)優(yōu)異的特點(diǎn)而擁有大規(guī)模推廣應(yīng)用的潛力。

原理：以高能密度的激光為熱源在基材表面熔覆一層合金材料，使之與基材實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合的表面改性方法。

優(yōu)勢(shì)：明顯提高工件表面的硬度和耐磨性，大幅度延長(zhǎng)工件的服役壽命。

這款設(shè)備GSRF4000是我公司2023年引進(jìn)國(guó)外核心部件-激光融覆噴頭，激光發(fā)生器基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)自主研發(fā)改進(jìn)而成，具有多路送粉，粉末利用率高，功率穩(wěn)定，融敷速度快，孔隙率低的眾多優(yōu)勢(shì)。適合在各種金屬例如:灰鑄鐵，高錳鋼，碳鋼，不銹鋼表面進(jìn)行硬化強(qiáng)化，磨損修復(fù)等應(yīng)用。

高速激光融覆技術(shù)是利用高能量聚焦激光束將各類合金粉末連同金屬基體表面層瞬間融化，形成熔池深度大結(jié)合強(qiáng)度高的冶金結(jié)合組織，具有硬度高，強(qiáng)度大，耐磨防腐，耐高溫氣流沖蝕，抗高能沖擊等眾多特點(diǎn)。

功能特點(diǎn)

一、線速度可達(dá)100m/min，大幅度提高了熔覆效率。直徑70合金鋼基體，熔覆馬氏體不銹鋼材料，涂層厚度0.5mm，搭接70%情況下，熔覆效率可達(dá)1.2m2/h，整體加工效率為常規(guī)熔覆的3-4倍。

二、熔覆層平整，可直接磨拋加工，不需車削工序，從而大大節(jié)省材料與加工成本。

三、可進(jìn)行薄涂層熔覆（0.2mm-0.3mm），又可進(jìn)行中、厚涂層熔覆（0.3mm-1.5mm），薄厚兼顧。

四、加工精度高，可處理較小或難加工的區(qū)域；

五、稀釋率可控制＜3%。

六、涂層材料的選擇范圍大，如鐵基、鎳基、銅基、鈦基等。

七、可實(shí)現(xiàn)銅、鋁、鈦等有色金屬材料的表面強(qiáng)化。

八、工藝過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

激光熔覆系統(tǒng)裝備組成

激光器、送粉器、冷卻機(jī)組、惰性氣源等?；诩す馊鄹布夹g(shù)特點(diǎn)及產(chǎn)業(yè)需求，研制出工業(yè)級(jí)金屬材料激光熔覆裝備，自主開發(fā)出了激光熔覆專業(yè)控制系統(tǒng)，并成功開展了激光熔覆技術(shù)的工程應(yīng)用。

工藝參數(shù)對(duì)熔覆效果的影響

激光熔覆的工藝參數(shù)主要有激光功率、光斑直徑、熔覆速度、離焦量、送粉速度、掃描速度、預(yù)熱溫度等。這些參數(shù)對(duì)熔覆層的稀釋率、裂紋、表面粗糙度以及熔覆零件的致密性等有很大影響。

（1）激光功率功率大小直接影響單位時(shí)間內(nèi)可以熔化的粉末量，進(jìn)而影響熔覆效率。功率過(guò)小，可能會(huì)導(dǎo)致粉末熔化不徹底，磨拋后出現(xiàn)麻點(diǎn)，結(jié)合力不夠，涂層硬度偏低；功率過(guò)大，有可能熔道過(guò)熔，導(dǎo)致表面出現(xiàn)斜皺紋。

（2）熔覆層寬度主要取決于激光束的光斑直徑，光斑直徑增加，熔覆層變寬。一般來(lái)說(shuō)，在小尺寸光斑下，熔覆層質(zhì)量較好，隨著光斑尺寸增大，熔覆層質(zhì)量下降，但光斑直徑過(guò)小，不利于獲得大面積的熔覆層。

（3）線速度越大，熔覆越薄，線速度越小，熔覆越厚。線速度過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致基體不能形成熔池，涂層和基體不能很好冶金結(jié)合，熔道冷卻慢，出現(xiàn)脫皮現(xiàn)象。線速度小可提高涂層硬度以及粉末利用率但會(huì)影響熔覆效率。

（4）送氣量氣體有兩個(gè)作用，一是輸送粉末，二是保護(hù)高溫涂層，防止氧化。送粉氣量過(guò)小，容易堵粉；送粉氣量過(guò)大，粉末速度過(guò)快，彈射大，粉末利用率低。

激光熔覆技術(shù)主要應(yīng)用于航空航天、汽車、石化、冶金、軌道交通等領(lǐng)域的修復(fù)和表面強(qiáng)化，為重要損壞部位的修復(fù)提供了一種新方法，從而大大降低了成本，提高了工作效率，利用激光熔覆技術(shù)對(duì)重要零件進(jìn)行表面強(qiáng)化，可以提高零件的性能，從而延長(zhǎng)其使用壽命。