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激光熔覆技术的运用

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激光熔覆技术的运用

发布日期:2018-07-25 作者: 点击:

湖北(武汉)开明高新科技激光熔覆技术增材再制造齿轮修复


齿轮修复


1.激光熔覆技术在齿轮修复上的应用


激光熔覆技术是通过在基体表面添加熔覆材料, 并利用高能密度的激光束使之与基体表面薄层一起快速熔凝, 在基体表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层, 从而显著改变基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等特性的工艺方法。激光熔覆的技术特点使其在工业领域得到了广泛的应用。主要可以归为三类:表面改性、表面修复和快速成型。其中激光熔覆表面修复主要集中在燃气轮机叶片、轧辊、齿轮轴等零件,对齿轮的修复研究得不多。主要原因是激光器功率小,修复效果不理想。近年来,大功率激光器和宽带扫描装置出现并普及, 为使用激光熔覆技术修复齿类零件提供了可能。


2.激光熔覆技术修复主动轮齿圈的优点

重载车辆的动力传动广泛采用开式齿轮传动,这种结构具有制造简单、更换方便的优点。但同时也存在工作环境恶劣的问题。尤其是重载车辆的主动轮齿圈,工作在载荷重、冲击大、速度不稳定、润滑不良的环境下,长期野外作业使其还面临着风沙大、温湿度大等恶劣的自然条件,常因齿面剧烈磨损而失效。


零件修复与再制造的要求。激光熔覆技术以其热影响区小、稀释率低、结合强度高,受到了科研和工业上的广泛关注。激光熔覆是一个复杂的过程,涉及到物理、化学、冶金、材料等诸多学科。与常规的热喷涂、堆焊等表面改性工艺相比较,激光熔覆具有以下特点:


(1)热影响区小,基体变形小,不破坏基体的力学性能。


(2)冷却速度高达106℃/s,熔覆层组织晶粒细小、结构致密,甚至能产生非稳相、非晶态等。


(3)可熔覆材料范围广,几乎没有限制。


(4)熔覆层与基体为冶金结合,结合强度高。


(5)熔覆层的稀释度小,基体材料对熔覆层成分、性能影响小。


(6)过程易于控制,易于实现自动化。将激光熔覆技术应用于齿类零件的修复与再制造领域, 对于重载车辆主动轮齿圈来说具有巨大的经济效益和科研价值。


3.激光熔覆技术修复主动轮齿圈的技术可行性研究


利用激光熔覆技术修复主动轮齿圈, 关键在于设计出合适的激光熔覆粉末。课题组多年来致力于激光熔覆用的镍基粉末和堆焊用的中锰钢材料的研究, 且熔覆层和堆焊层的各项性能指标基本上能够满足主动轮齿圈的使用要求, 只要调整合金体系中微量元素及稀土元素的含量, 使熔覆层的各项性能指标进一步得到提高。理论上具备完成修复主动轮齿圈的技术条件。

本文网址:http://www.whkm.cn/news/489.html

关键词:激光熔覆,激光熔覆技术,开明高新科技

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