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。
激光熔覆技术对制造技术要求高、生产周期长，价格昂贵的设备零件进行修复具有广泛的需求。激光熔覆的作用不仅仅是提高材料表面层的性能，而且可因涂层材料的不同实现耐高温腐蚀、抗磨损、隔热、抗电磁波等功能，并降低制造成本、能耗、节约战略金属元素，属于绿色再制造工程。从长远的角度看，激光熔覆技术以其的优势必将在精密修复中扮演重要的角色。
发动机曲轴激光熔覆修复工艺,是按以下步骤进行:A.在室温对曲轴表面进行除油除锈处理;B.选用DL-HL-T10000型CO2激光器,工作台为数控机床,利用激光器自动送粉装置把铁基或镍基自熔合金粉末送入熔池,在曲轴表面进行激光熔覆修复和强化;工艺参数为:熔覆功率P=1000W～10000W;光斑直径D=2mm～20mm;扫描速度V=200～2000mm/min;搭接率20～40%.本发明的激光熔覆工艺具有无污染,生产率高,能耗低,熔覆层加工余量小以及综合成本低等特点.另外,激光熔覆对磨损部件的修复还具有结合性强,残余应力小,无加工变形,表面硬度高,抗磨性好等优点,成为其在零部件的修复上具有很大发展潜力的加工技术.
用于汽车发动机曲轴表面进行激光熔覆的方法，所述的方法进行下列步骤:1)对曲轴的表面进行预处理；2)将镍基陶瓷合金粉末在4～6MM的方形光斑直径和3～10MM/S的线速度条件下采用2000～3000W光纤激光器将合金粉末熔覆在曲轴的表面，熔覆过程中采用惰性气体对熔覆部位进行保护，然后在室温下通过空冷形成一层合金熔覆层；3）利用机械加工的方法将上述的合金熔覆层的表层去除即可加工出表面带有合金熔覆层的曲轴。
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2024/5/17 13:24:38发布
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