基于激光熔覆的车床主轴再制造

随着我国可持续发展重大战略的推进,蕴含着高附加值的损伤、退役机床再制造研究越来越受到重视,作为机床的核心部件之一,损伤主轴再制造成为机床再制造的关键。使用Nd∶YAG固体激光熔覆设备及FeCr合金粉料对损伤45钢主轴进行修复再制造研究,使用扫描电镜观察了熔覆层组织结构,通过显微硬度测试、摩擦磨损试验分析了熔覆层硬度及耐磨性,使用磨床对主轴熔覆层进行精密磨削加工。结果表明所得熔覆层无气孔裂纹等缺陷,其硬度达547 HV0.1,相同负载条件下熔覆层耐磨性为基体材料的3.7倍;磨削加工后再制造主轴完全恢复至设计尺寸,经过相同服役时间后再制造主轴磨损量小于新品主轴磨损量,说明了车床主轴激光熔覆再制造的可行性及有效性。     

基于30CrMnSiNi2A钢的飞机起落架激光熔覆再制造

起落架的再制造对飞机具有至关重要的作用。根据起落架实际服役环境,对30CrMnSiNi2A钢表面进行激光熔覆再制造。实验过程中制备了6种不同成分配比的镍基碳化钨(WC)复合涂层。结合实际工况,分析涂层的显微组织、物相组成、显微硬度、磨损和耐腐蚀性能。结果表明,除WC含量为25%的涂层外,再制造涂层与基体冶金结合良好,表面无裂纹和气孔。与基体相比,修复后涂层的耐磨性和耐蚀性大大提高。这表明涂层和基体的耐蚀性不同,特别是在盐雾环境中。     

激光熔覆再制造对试件拉伸性能与组织的影响

通过在标准拉伸试样上采用激光再制造的方式制得厚0.4 mm的Ni25AA熔覆层,再进行拉伸实验,研究激光熔覆再制造过程对试样拉伸性能的影响,并采用金相显微镜观察拉伸试样组织,采用扫描电镜分析断口形态。结果表明,当熔覆层厚度为0.4 mm时,激光熔覆再制造后的拉伸试件的应力-应变曲线和普通试件应力-应变曲线相似,弹性模量基本没有变化,最大拉伸强度基本持平。而屈服强度明显降低,而且断裂时,总的变形量明显减小。激光熔覆再制造后的拉伸试件的断口都不在熔覆区,断裂位置大致与普通试样相同。     

基于PID的模具激光熔覆再制造工艺控制研究

采用增量式PID算法建立了模具连续CO2激光熔覆工艺控制模型,并对其进行了仿真试验.结果表明,与传统控制方法相比,基于神经网络的PID技术的新型控制模型具有更好的自适应性、鲁棒性和控制精度,改进并优化了模具激光熔覆再制造工艺.该新型控制模型可以推广应用到其他种类的模具激光熔覆工艺过程控制中.     

国外激光熔覆设备

国外激光熔覆使用的激光器类型有CO2激光器、灯泵浦Nd:YAG激光器、二级管泵浦Nd；YAG激光器和二极管激光器，开发了多种合金材料供给设备，诸如同轴送粉系统，三料斗送粉系统，送丝系统等，使用众多种类的反射式、透射式和光纤传输的匀光光束处理系统，研制了熔覆过程激光束各参量、送粉率、粉末束流的浓度和温度分布以及熔池行为等的在线监控系统，从而保证了熔覆质量的稳定性和复重性。     

激光熔覆技术在石油钻井设备再制造中的应用

随着国家双碳战略的实施,再制造已经成为制造技术创新的前沿领域,深刻改变着高端装备的设计与运行方式,是绿色制造的重要支撑技术,是促进制造产业可持续发展的重要力量。激光熔覆技术作为一种典型的再制造技术,具有热影响区小、稀释率低、与基体结合强度高等优点,可有效适用于石油钻井设备零部件的再制造。以石油钻井行业作为对象,总结了激光熔覆修复技术在石油钻井设备零部件再制造中的应用现状,分析了行业发展特征并展望了行业发展前景。     

铸铁表面激光熔覆的研究进展

激光熔覆技术具有能量密度高、基体热变形小、界面冶金结合、自动化程度高等优点,被广泛应用于铸铁表面改性和再制造.从熔覆材料体系、熔覆层质量与制备工艺和应用三方面对铸铁表面激光熔覆的研究现状进行综述,并对铸铁表面激光熔覆未来的发展趋势进行展望.     

曲面塑料模具激光熔覆再制造快速加工路径生成方法

对于曲面塑料模具,在其表面快速生成激光熔覆加工路径非常困难。针对这种情况,直接以零件的逆向点云模型为研究对象,通过平面与点云求交得到以密集离散点表示的近似激光扫描路径,避免了反求建模的过程。以离焦量变化极限为约束条件,在路径上搜索插补点。提出利用插补点的最近点来计算插补点曲面法向矢量作为激光束姿态的近似快速算法。应用镍基自熔性合金粉对P20材质的模具零件曲面表面进行了试验。金相分析表明所形成熔覆层组织均匀、致密,缺陷稀少;熔覆层与基体之间形成冶金结合。熔覆层中部组织出现了垂直于界面生长的柱状树枝晶,而在顶部许多的柱状树枝晶发育成等轴树枝晶。熔覆层的平均显微硬度达到330~350 HV0.2。路径中段的熔覆层厚度比起始点增加了10%。     

汽车发动机铸铁凸轮轴的尺寸恢复

凸轮轴是汽车发动机的重要部件之一。采用激光熔覆技术对铸铁凸轮轴的磨损部位进行尺寸修复,检测修复层的性能,并采用电解加工方法对修复后的凸轮面进行精加工,以求开发一种低成本、高效率的铸铁凸轮轴的再制造配套技术。     

基于30CrMnSiNi2A钢的飞机起落架激光熔覆再制造工艺

利用激光熔覆技术在30CrMnSiNi2A钢表面制备20％WC-Ni复合涂层,研究了激光熔覆工艺参数(激光功率P、离焦量L、扫描速度V)对涂层组织性能的影响,利用正交试验对激光熔覆工艺进行了优化.结果表明:工艺参数对覆层显微硬度影响大小依次为:P>L>V;优化工艺参数组合为P=1800 W、L=-20 mm、V=5 m...     

Laser cladding of Ni-based alloy on stainless steel

The coatings on a stainless steel substrate were conducted by laser cladding of Ni-based alloy, using a 5 kW continuous wave CO2 flow transverse laser. SEM, EDX and X-ray diffraction were used to analyze the microstructure and constituent phases of the obtained coatings by laser cladding with direct injection of the powder into the melt pool. Solidification planar, cellular and dendrite structures were observed in Ni-based alloy coating. There exists an optimum metallurgical bond between Ni-based laser cladding layer and the base material. The high hardness of the Ni-based alloy coating is attributed to the presence of M7C3-type carbides (essentially chromium-riched carbide) dispersed in the γ(Ni,Fe) phase matrix.     

Laser powder technology for cladding and welding

Laser powder technology offers several advantages compared to conventional cladding and welding techniques and is attracting increasing industrial interest. The laser materials processing group of the German Aerospace Center at Stuttgart, Germany, is currently developing these new methods for application in industrial process engineering. Key areas of the work include the design and implementation of a modular working head that can be universally used for laser welding and surface treatment, the development of powder nozzles for cladding and welding, and the construction of new systems for special applications (e.g., for inner cladding). Some of these developments are described, as well as some important examples that highlight the potential of welding and surface treatment using laser powder techniques.     

不锈钢表面激光熔覆技术研究现状与展望

对不锈钢表面激光熔覆技术的研究现状进行了综述,详细介绍了现阶段不锈钢表面激光熔覆材料的研究进展以及影响熔覆层质量的各项因素,并展望了不锈钢表面激光熔覆技术的发展方向。     

45钢表面激光熔覆Fe-B-Si铁基非晶复合材料

以Fe-B-Si三元合金为母合金,分别采用球磨破碎和甩带研磨两种方式制备了晶态和非晶态复合粉末并在45钢表面上进行了激光熔覆试验。通过对粉末物相结构和熔覆层质量、结构、组织及性能分析可知:在相同的熔覆能量条件下,非晶复合粉末的熔覆性能优于晶态粉末。采用非晶复合粉末所获得的熔覆层表面及内部没有气孔和裂纹,与基体形成了良好的冶金结合,其组织为细小均匀的树枝晶,各元素在熔覆层内分布较为均匀,受固溶强化、位错强化和细晶强化的影响,其硬度及耐磨性与基体相比都有较为明显的改善。     

激光再制造技术工程化应用

介绍了激光熔覆技术和激光再制造技术的特点.激光熔覆技术是激光再制造技术的基础技术之一,具有结合强度高、热影响区小、热变形小、可控性好等技术特点,以激光熔覆技术为主要技术的多种加工技术同再制造产品相结合形成的激光再制造工程技术是再制造工程技术的重要组成部分,具有优质、高效、节能、节材、环保的基本特点,该技术的兴起和发展为我国重大机械装备和部分进口设备的修复和改造提供了新的技术手段.在我国,激光再制造技术广泛应用于石化、冶金、电力等行业.列举了激光再制造机械设备的典型案例,指出在我国开展重大装备的激光再制造,不仅具有广阔的市场前景,而且具有重大的经济效益和社会效益.     

Laser multi-layer cladding of Mg-based alloys

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｇ ｂａｓｅｄａｌｌｏｙｓｈａｖｅｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎａｉｒｐｌａｎｅａｎｄａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｉｎｄｕｓｔｒｙｂｅｃａｕｓｅｏｆｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｍｏｄｕｌｕｓ[1] .Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈｅｙｈａｖｅｐｏｏｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ .ＴｈｅｅｘｔｒｅｍｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＭｇ ｂａｓｅｄａｌｌｏｙｓｉｎｔｈｅｅｌｅｃ…     

模具修复再制造技术研究应用现状

模具逐渐向以大型、精密、复杂、长寿命模具为主要代表的高技术含量模具方向发展,在使用过程中不可避免地存在磨损、疲劳、小裂纹,甚至断裂等失效形式,从再制造角度出发探讨了目前应用于模具修复再制造的电弧堆焊、电刷镀修复、热喷涂、激光熔敷等技术,并展望了模具修复再制造的发展趋势。     

熔覆材料对铝合金激光熔覆性能的影响

通过有效控制固体脉冲式激光器的电流、脉冲宽度、频率、光斑直径、扫描速度等有关工艺参数,模拟飞机腐蚀损伤的铝合金试样表面激光熔覆Al-Y合金、LY12合金,充分时效后进行疲劳试验、疲劳断口分析和金相分析.结果表明,熔覆Al-Y合金试样的安全寿命达到了熔覆LY12合金试样寿命的402%,疲劳断口有明显的疲劳条带,熔覆层和基体结合得非常紧密,熔覆层内没有大的气孔和裂纹缺陷,而熔覆LY12熔覆层夹杂等缺陷较多.