发动机曲轴在长期运转过程中,轴颈部位会产生磨损和裂纹等损伤问题,通过再制造修复损伤部位不仅能够节约成本,而且可以提高资源利用率.激光熔覆作为再制造修复的主要技术之一,具有基体变形小,界面结合强度高等优点.为实现发动机曲轴的激光熔覆再制造修复。潍坊市沪联电机维修有限公司，依托国内各大电机厂相关技术研究院联合成立，是维修大型高压电机、大型直流电机、整流子调速电机、冷冻电机、印刷机电机、汽轮发电机设备、牵引电机、进口电机的单位。
激光熔覆技术是激光加工技术的一个重要的应用方面，是一种新型的材料加工与表面改性技术，涉及物理、冶金、材料科学等领域。其研究历史可追溯到20世纪70年代。1974年Gnanamuthu先提出并申请了激光熔覆一层金属于金属基体的熔覆方法；进入80年代，激光熔覆技术已经发展成为表面工程、摩擦学、应用激光等领域的前沿性课题，可以在低成本钢板上制成表面，代替大量的合金，以节约贵重、稀有的金属材料，提高材料的综合性能，降低能源消耗，适用于局部易磨损、剥蚀、氧化及腐蚀等零部件，受到了国内外的普遍重视；到90年代后，相关科学研究与应用开发得到快速发展。
激光熔覆加工
激光熔覆也叫激光堆焊，采用高能量激光作为热源，以金属合金粉末作为焊材，通过激光与合金粉末同步作用于金属表面实现快速熔凝，形成致密、均匀、稀释率低、厚度可控的冶金结合的合金层，是一种可以显著改善基体表面耐磨、耐蚀、耐热及电气特性等性能的表面改性方法。
激光熔覆层的材料和硬度可根据需要进行灵活调整，不同的涂层材料可获得不同的表面性能。常见的熔覆层材料：铁基、镍基和钴基三类合金。
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支承辊现场激光修复的沪联电机维修于2024/5/10 13:12:54发布
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