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行业报告丨激光熔覆工艺行业应用及发展前景
来源: | 作者:huirui2019 | 发布时间: 2020-03-13 | 187 次浏览 | 分享到:



目前因部分工业、能源、机械等相关制造厂生产环境恶劣,工业设备零件使用负荷大,导致一些附加值价高的金属零部件腐蚀和磨损。为了延长生产设备使用寿命,必须给这些零件的外表进行提前处理或修复,因此激光熔覆成为了修复金属表面最重要的技术之一。
激光熔覆以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料,经激光辐照使之和基体表面的薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料呈冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的工艺方法,从而达到了表面改性或修复的目的。“寿命长、精度高、价格低”是它的三个特点。

相对于其他激光加工工艺来说,激光熔覆的工艺多样性、延展性、适应性较其他工艺而言有着不可比拟的优势,激光熔覆技术既满足了对材料表面特定性能的要求,又节约了大量的贵重元素,非常受市场欢迎。目前激光熔覆技术经过数十年的发展,应用十分广泛,特别是在工业应用中,如在航空航天、石油、船舶、工程机械与核电等行业中得到了广泛应用。

激光熔覆工艺应用广泛

01航空航天领域
在国内高校实现了大型铝合金构建的激光熔覆形成,是目前激光熔覆技术最显著的成就之一。航空发动机叶片的再制造存在巨大的市场,叶片材质种类比较多,技术含量较高,切修复之后的叶片在修复材料、探伤技术、寿命评估方面需要做大量的工作。这样可以尽量避免后期维修需要花费巨额资金从国外采购新的零部件。


左:辉锐开发的高涡叶片进气边修复工艺
右:进气边烧损和叶尖接长激光增材制造修复成型效果


02石油勘探领域
在石油化工行业,由于设备处于长期恶劣工作环境中,更容易使零部件产生严重腐蚀、剧烈磨损现象、会导致大型昂贵零部件彻底报废,列如钻铤、无磁钻铤、扶正器及震击器等大型零件。因此,在激光熔覆技术的再生产的功能下可以使这些零部件恢复原来的性能,并且加强了这些部件的使用寿命。
辉锐修复石油钻具图


03煤炭开采领域
在煤矿行业中,由于工作环境苛刻,对煤矿开采机械零部件的性能要求较高。液压立柱的主要失效形式是镀层的划伤和镀层剥落,将严重影响产品的性能和使用寿命,需要进行整体维修。镀层采用高污染的电镀工艺,而电镀是我国逐渐要取缔的传统工艺之一。辉锐修复液压立柱,表面采用激光熔覆不锈钢防腐工艺,激光熔覆液压支架立柱是一种高端技术产品,有效提高了立柱的防腐蚀性能,延长了使用寿命。因此,采用激光熔覆技术进行液压立柱的强化有很大市场,也是国家支持的环境友好、循环利用的高新技术,可替代传统的电镀工艺。

辉锐修复液压立柱图


04电力行业
电厂汽轮机转子在高速运转条件下,转子轴颈存在磨损问题,另外汽轮机末级、次末级叶片在长时间的高温环境工作条件下常发生气浊。汽轮机为大型装备而不便于运输,因此需要较高可靠性的激光移动修复技术。辉锐的移动修复设备完美解决了此类问题,并在现实中已经广泛得到应用。
辉锐转轮室钢板现场修复图


05
轨道交通
钢轨是交通系统的重要组成之一,与列车轮对直接接触,引导列车行驶。车轮和钢轨的摩擦损耗是普遍且难以解决的问题,直接影响了列车的平稳性和稳定性。辉锐使用激光熔覆技术在表面熔覆一层耐磨层,很好的解决的这一问题,大大提高了修复产品的耐磨性和使用寿命。
辉锐车轮踏面修复图


06模具行业
玻璃模具、塑料膜具、注塑模具等在使用过程中缝合面易发生磨损、腐蚀、热疲劳裂纹、氧化等,导致模具失效。采用激光增材技术在其表面制备先进的高温耐磨耐蚀镍基合金涂层,涂层具有优异的耐磨、耐蚀、高温抗氧化与高温热疲劳性能,可以大幅度提高模具的使用寿命。

 
玻璃模具修复前后对比图


激光熔覆技术前景与展望
激光熔覆技术是一项具有高科技含量的表面改性技术与装备维修技术,它是集材料制备和表面构型为一体,是绿色再制造技术的重要支撑技术之一,符合国家可持续发展战略的高新技术,其研究和发展具有重要的理论意义和经济价值。
辉锐集团在技术研究上已经取得一定的成果,随着研究工作的不断深入,激光再制造技术的应用范围也将不断扩大。我国有几万亿元的设备资产,每年因磨损和腐蚀而使设备停产、报废所造成的损失都愈千亿元,这为激光再制造技术带来了广阔的市场应用前景。

【原文摘录于激光制造商情】


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