隨著現代科學技術和工業的不斷發展,零部件工作的環境也越來越復雜化,對于零件表面性能的要求也越來越高,因此零件報廢率大大增多。通常因為表面失效而報廢的零件有:轉子葉片、軸類零件、齒輪類零件、模具等。
在零部件整體性能滿足工況的條件下,僅是表面損傷的零部件都是可以修復。如果能對因誤加工或服役損傷而報廢的零件進行修復,不僅能夠挽回經濟損失和時間損失,還可以提高資源的利用率,符合我國可持續發展的戰略。
目前零部件修復的方法有激光熔覆、真空釬焊、真空涂層法、鎢極惰性氣體保護焊(TIG)和等離子熔覆修復等方法。激光熔覆是根據工件的工況要求,熔覆各種特殊成分的金屬或者非金屬材料,具有耐熱、耐蝕、耐磨、抗氧化、抗疲勞等特點。激光熔覆是一種快速冷卻的過程,熔覆過程中對修復工件的熱輸入量少,熱影響區小,熔覆層組織細膩,易于實現自動化等,因此使用激光熔覆的方法來修復轉子等零部件比其它的方法具有更大的優勢。
激光熔覆技術解決了傳統電焊、氬弧焊等熱加工過程中不可避免的熱變形、熱疲勞損傷等一系列技術難題,同時也解決了傳統電鍍、噴涂等冷加工過程中覆層與基體結合強度差的矛盾,這就為表面修復提供了一個很好的途徑。
工藝簡介
針對磨損,腐蝕,蠕變,疲勞,斷裂失效的機械零部件,采用激光熔覆技術,將合金粉末同步送入熔池,快速凝固形成具有特殊性能的熔覆層。熔覆層無氣孔和裂紋缺陷,硬度范圍20~60HRC,滿足各種工況條件及使用性能要求。適合各類復雜形狀大型零件熔覆再制造,恢復失效零件尺寸和性能,升級表面性能,延長使用壽命。
工藝特點
1.激光熔覆層與工件表面為牢固的冶金結合;
2.激光能量控制集中,熱輸入導致工件變形量極??;
3.孔隙率低,極大提高零件表面耐磨、耐腐蝕、耐高溫、耐疲勞等特殊性能;
4.循環再制造,延長設備使用壽命,節約使用成本;
激光熔覆應用分析
轉子葉片的修復
轉子葉片又稱動葉,是隨同轉子高速旋轉的葉片,通過葉片的高速旋轉實現氣流與轉子間的能量轉換。轉子葉片承受很大的質量慣性力、較大的氣動力和振動載荷,還要承受環境介質的腐蝕與氧化,以及高速運行微小粒子的沖蝕,但加工比較困難,渦輪轉子葉片還要在高溫狀態下工作。轉子葉片是直接影響發動機性能、可靠性和壽命的關鍵零件,并且其工作條件十分惡劣容易損壞,所以對材料性能的要求也大大的提高,同時提高了材料的經濟成本,也為其做修復帶來廣闊的市場。