一种用于汽车发动机曲轴表面进行激光熔覆的方法。所述方法如下：1）以同步送粉的方式，将调配好的镍基陶瓷合金粉末熔覆在曲轴的表面，通过激光束扫描使粉末材料与曲轴表面同时熔化，混合液体合金在室温下通过空冷快速凝固，从而形成一层合金熔覆层。2）通过机械加工方式，使熔覆层表面达到曲轴的装配及工作要求。所述方法具有如下优点：1）提高了熔覆后曲轴表面的强度、耐磨性、耐高温及耐腐蚀性；2）熔覆层变形小，组织致密，微观缺陷少，结合强度高，对曲轴表面的稀释率低；3）熔覆层的尺寸和位置可以准确控制，所述的成分可根据工况的需求方便调节；4）延长了曲轴的使用寿命，提高了发动机的整体性能，节约了维修成本。
激光熔覆加工技术的适用范围和应用领域非常广泛，几乎可以覆盖整个机械制造业，包括矿山机械、石油化工、电力、铁路、汽车、船舶、冶金、器械、航空、机床、发电、印刷、包装、模具、制药等行业。
铁路设备及其零部件的制造与再制造
铁路交通运输随社会经济的增长快速发展，新造铁路车辆需求量非常大，对主要零部件的数量和性能要求也在增加。再制造技术作为一种新的资源再利用技术，可以应用于车辆易磨损零件的再制造。而激光表面强化是再制造的技术和工艺手段，其中激光表面熔覆技术可以应用于再制造零件表面的修复和强化。
激光熔覆技术兴起于20世纪80年代，是利用具有高能密度的激光束使某种特殊性能的材料熔覆在基本材料并与之相互融合，形成与基体成分和性能完全不同的合金熔覆层的一门新兴技术。现代化的石化工业采用连续化大生产模式，上、下游装置的供需紧密相连，每个装置生产的安稳性都将直接影响生产线的稳定。由于机器设备长期在恶劣环境下工作，容易导致零部件的腐蚀、磨损。这就对使用设备的可靠性、安全性、完好性提出了很高的要求。石化工业中典型的易失效零部件包括叶轮、大型转子的轴颈、轮盘、轴套、轴瓦等，还有大型发电机组的大型转子、动叶片与静叶片。大型转子和轴类零件采用激光熔覆技术进行修复，不需要预热工件，就可以恢复轴颈的尺寸，而且后续加工量小，不易产生冶金裂纹，硬度可以达到HR60以上，修复后的部件强度甚至可达到原强度90%以上，重要的是其修复费用不到换件价格的1/5，更重要的是缩短了维修时间，解决了石化行业中重大成套设备连续运作所必须解决的快速抢修难题。
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激光熔覆的沪联电机维修于2024/5/17 12:24:21发布
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