激光熔覆技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代,它利用高能量密度的激光束在基礎(chǔ)材料上熔覆具有特殊性能的材料并與其熔合,形成與基體成分和性能完全不同的合金熔覆層是一項(xiàng)新興技術(shù)。
現(xiàn)代石化工業(yè)采用連續(xù)化規(guī)模化生產(chǎn)模式,上下游裝置供需緊密相連,各設(shè)備生產(chǎn)的穩(wěn)定性將直接影響生產(chǎn)線的穩(wěn)定性。由于機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)期在惡劣的環(huán)境下工作,很容易造成零件的腐蝕和磨損。這對(duì)所使用設(shè)備的可靠性、安全性和完整性提出了很高的要求。
石化行業(yè)典型的易發(fā)生故障的部件有大型轉(zhuǎn)子的葉輪、軸頸、圓盤(pán)、軸套、軸瓦等,以及大型發(fā)電機(jī)組的大型轉(zhuǎn)子、動(dòng)葉片、靜葉片等。
大型轉(zhuǎn)子和軸類(lèi)零件采用激光熔覆技術(shù)修復(fù),軸頸尺寸無(wú)需預(yù)熱工件即可恢復(fù),后續(xù)加工量小,不易產(chǎn)生冶金裂紋。硬度可達(dá)HR60以上,修復(fù)后的成品零件強(qiáng)度甚至可以達(dá)到原強(qiáng)度的90%以上。最重要的是維修費(fèi)用不到更換零件價(jià)格的1/5。更重要的是檢修時(shí)間縮短,解決了石化行業(yè)重大成套設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行問(wèn)題。必須解決的快速修復(fù)問(wèn)題。另外在關(guān)鍵部件表面堆焊超耐磨、耐腐蝕合金,可以在不使零件表面變形的情況下大大提高使用壽命;對(duì)模具表面進(jìn)行激光熔覆處理,不僅可以提高模具的強(qiáng)度,還可以降低2/ 3的制造成本,縮短4/5的制造周期。
對(duì)于曲軸的修復(fù),如果采用等離子噴涂修復(fù),涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度不夠,重新裝配后可能會(huì)影響設(shè)備的安全運(yùn)行。但表面堆焊很難保證修復(fù)層的耐磨性和基體無(wú)裂紋。鑒于這些情況,激光熔覆技術(shù)成為修復(fù)解決方案的首選。
激光熔覆在曲軸修復(fù)中的優(yōu)勢(shì):
1、優(yōu)化軸的表面性能:激光熔覆可在軸表面形成與基體熔合、成分和性能完全不同的合金鍍層。由于基體熔層極薄,對(duì)熔覆層的成分影響很小。我們可以根據(jù)具體需要制備具有耐熱、耐腐蝕、耐磨、抗氧化、抗疲勞或光、電、磁性能的表面涂層。從而有效地提高了軸表面的性能。
2、冶金結(jié)合強(qiáng)度高:在激光熔覆過(guò)程中,添加的熔覆材料完全熔化,成為熔覆層的主體合金;同時(shí),一層薄薄的基礎(chǔ)合金也被熔化,與目標(biāo)合金形成冶金結(jié)合。不易脫落,解決了電鍍、噴涂等傳統(tǒng)冷加工工藝中鍍層與基體結(jié)合強(qiáng)度差的問(wèn)題。
3、熱輸入低變形?。杭す馊鄹部鞜峥炖?,對(duì)母材影響小,稀釋率≤5-8%;解決了傳統(tǒng)電焊、氬弧焊等熱熔焊不可避免的熱變形加工工藝、熱疲勞損傷等一系列技術(shù)難題。
4、適用多種材料:可制備鐵基、鎳基、鈷基、銅基、復(fù)合材料等多種合金鍍層。