激光熔覆――设备的“第二次生命”

文章编号：712 / 更新时间：2024-01-26 18:34:02 / 浏览：次

激光熔覆――设备的“第二次生命”

日常生活中，使用时间较长的铁制品，通常能看到肉眼可见的生锈状况，而铝制品即使使用很久，也仍然光亮如新。同样都是容易被氧化的金属，为什么会有这样的差别呢？

其实，铝制品和铁制品一样都会“生锈”，只不过铁制品氧化生成的氧化铁是疏松的，而铝制品只会生成一层致密的氧化膜，这层膜阻止了氧化过程的进一步进行。从原理来说，作为一种材料表面改性技术，就是人工模拟了铝材生成氧化膜的自然过程。

由于某些材料表面性质不能达到我们需要的标准，我们需要另外提供一些粉末状的涂层材料放置于基材表面（视具体情况，也可以采用送丝形式），用照射使基材与涂层同时熔化形成熔池，并快速凝固形成紧密结合的混合表面涂层，达到改善基体材料表面性质的作用。

根据需求不同，这层表面涂层需要达到耐磨或者耐腐蚀、耐高温、抗氧化等不同效果，由于适应性良好，基材与涂层结合稳固，成本相对较低，近年来正得到越来越多的关注。

在这个过程中，涂层粉末的材料选择十分重要，通常选择包括金属合金粉末，陶瓷材料或者复合材料等。金属合金粉末材质坚硬，着重于改善抗腐蚀和耐磨性；陶瓷材料通常防热绝缘效果较好；复合材料则能结合各自的优势。

激光熔覆技术也是增材制造的一种，特别适合对设备局部进行改良，因而适合某些特定部位磨损、腐蚀严重或者容易产生裂纹形变的设备。只需要对这些局部进行熔覆处理，就可以使设备表面组织致密，无裂纹和气泡，熔覆层厚，强韧性好，更耐用，也间接节约了整体成本。

以采矿设备为例，在矿山开采过程中，煤机设备用量大、磨损快、运行环境恶劣、有长期稳定生产运行的需求。采矿设备整体体积庞大，如果停产维护会造成严重的经济损失，而其在运作中受损严重的往往只是其中的一部分，比如齿轮、齿轮轴、液压支架等，表面经常受到磨损、腐蚀和高温等因素的影响导致密封失效，造成安全隐患。

我国是世界上煤炭产量最高的国家，也是最大的煤矿液压支架生产国，对恶劣条件下的液压支架处理需求十分巨大。在这样的条件下，采用激光熔覆技术处理煤矿设备势在必行。经处理后的煤矿设备表面性质优异，坚固耐用。子公司宝辰鑫近来推出面向熔覆应用的专用及行业解决方案，可以在恶劣复杂环境下稳定运行，保证熔覆处理效果。

再如石油钻井设备。石油开采现场的工况条件往往也较为苛刻，如石油钻铤、轴瓦、轮盘等许多金属零部件长期处于较重载荷之下，并伴有油水介质的腐蚀和磨损。特别是钻铤需要较高韧性和抗冲击力，又需要较强抗腐蚀性。整体采用高性能合金钢成本过高，而采用普通碳钢，经过长期运行后在一些局部容易存在磨损区，对安全生产构成威胁。

由于整体修复需要停产处理，这时可以采用激光熔覆针对性精确修补，让钻铤设备“起死回生”。相对于传统的电镀、堆焊处理，不产生额外的污染，同时避免二次高温变形脱落、腐蚀穿孔，是当前最适宜的表面处理方法。武钢经过多年对激光熔覆工艺的研发，深入了解各个行业的加工需求，研发出超高速激光熔覆传统激光熔覆、宽光斑激光熔覆、内孔激光熔覆等先进工艺。适合于客户不同产线的工艺需求，有效提升客户产品质量、降低综合运行成本。

虽然相对于、，激光熔覆在激光产业中的份额仍然只是一小部分，然而在其他激光应用趋于饱和，走向“内卷”的现状下，激光熔覆技术在多方面领先于传统表面处理工艺，产业更迭仍有着广阔的空间，同时高度契合我国双碳目标科技路线图，因此仍然具备“突出重围”，为激光产业带来新机遇的可能性。

美国海军作战武器增加新成员：HELIOS激光系统

激光技术在仲恺高新区先进制造业中的应用

激光应用进入万瓦时代

智能制造下的激光产业发展解析

中国激光产业的市场竞争与未来发展

创鑫激光撤回科创板IPO申请

大科激光万瓦激光产线投产迎来新阶段

从上海工博会看华工激光的差异化路线

2022OFweek维科网激光年度巡回专场专题

OFweek2020(第十七届）先进激光技术应用峰会暨“维科杯”年度评选颁奖典礼

OFweek激光网2019年终盘点专题