高速激光熔覆，促內(nèi)孔修復技術再升級

隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展壯大，零部件的工作環(huán)境趨于復雜化，對其表面的性能要求及尺寸精度也越來越高，零部件經(jīng)過長時間的工作運轉(zhuǎn)之后，會出現(xiàn)接觸面的磨損，繼而對尺寸及性能也有一定的影響。當磨損達到一定的程度，超過其使用及安全上限時，則會導致此類零部件的失效。因此，零部件的不合格率逐年攀升。針對此類零部件的失效，如果直接報廢、以新?lián)Q舊，會造成資源的大量浪費。為了改善這種現(xiàn)象，可對其失效零件的尺寸超差或性能待提升部位進行修復，大大提升零部件的再利用率，也充分符合了我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。零件的內(nèi)孔磨損和腐蝕是常見的產(chǎn)品失效形式，采用傳統(tǒng)工藝對零件內(nèi)孔進行修復的工藝難度大、修復質(zhì)量欠佳，易導致零件報廢。因此，零件內(nèi)孔的優(yōu)質(zhì)、高效修復是目前亟待解決的技術難題。

目前，內(nèi)孔修復的常用技術主要有堆焊及激光熔覆。但由于采用堆焊時，往往會產(chǎn)生較大的內(nèi)應力，零件的變形量也較大，尺寸超差大，修復效果不理想，尤其是對加工余量不足的產(chǎn)品，采用堆焊技術易導致零部件報廢。而激光熔覆技術相對于堆焊所產(chǎn)生的熱累積小，零件變形小。同時，熔覆材料的多樣化選擇也能保證其修復層性能可控。因此，采用激光熔覆技術進行內(nèi)孔修復是較優(yōu)的選擇。

傳統(tǒng)的激光熔覆主要是慢速熔覆，得到的熔覆層表面粗糙度較高，通常需要達到一定厚度才能滿足后續(xù)的加工要求，因此，可能會造成一定材料的浪費。同時，激光作用于基體上的時間較長，增大了熱輸入，變形及應力都會潛在增加。

為了解決這些問題，高速激光熔覆技術應運而生。高速激光熔覆是指通過改變激光和粉末的作用過程，將大部分激光能量作用于粉末上，粉末在到達熔池前處于熔化或半熔化狀態(tài)，從而減少粉末在熔池中存在的時間，大大減少對基體的熱輸入量。高速激光熔覆相較于傳統(tǒng)激光熔覆，具有以下優(yōu)勢：1）熔覆效率高；2）熔覆層表面平整，光潔度高；3）可進行薄涂層熔覆（0.2-0.3mm）替代鍍鉻及中厚涂層熔覆（0.3-1.5mm），特殊情況下也可進行多層熔覆；4）熱輸入小，工件變形小，對于薄壁及小型零件的加工極具優(yōu)勢。

內(nèi)壁激光熔覆主要用于零件內(nèi)孔或內(nèi)壁的耐磨、耐蝕涂層制備或修復。我司針對某重要客戶的產(chǎn)品類型，研制了一套更為合理優(yōu)秀的加工方案，對傳統(tǒng)內(nèi)孔修復技術實現(xiàn)再升級——內(nèi)孔高速激光熔覆。該技術可實現(xiàn)直徑120mm以上內(nèi)孔連續(xù)加工作業(yè)，結合高速熔覆技術將加工效率提升至原來的2-10倍，實現(xiàn)了高效率內(nèi)壁處理，特別適用于薄壁的處理及變形量要求高的產(chǎn)品。同時，熔覆層厚度靈活可控，可根據(jù)實際需要進行調(diào)整。

通過對高速激光熔覆層的顯微組織進行金相及硬度分析，可以看出高速激光熔覆獲得的顯微組織晶粒更加細小，晶粒越細化，性能越優(yōu)良。熔覆層的硬度也可根據(jù)具體要求進行成分配比的調(diào)整，且硬度均勻，適用于各種硬度需求。

我司對內(nèi)孔高速激光熔覆技術的開發(fā)進一步擴充了激光熔覆設備的加工潛力，該技術不僅可以實現(xiàn)質(zhì)量可控，生產(chǎn)效率也大大提升，為內(nèi)孔零件修復提供了新型解決方案。高速激光熔覆技術應用領域十分廣泛，涉及冶金、礦山機械、模具、機械制造、石化、輕工、能源、交通、汽車、五金工具及軍工等行業(yè)，我司仍不斷在薄壁高精度零部件修復、超耐蝕內(nèi)壁金屬涂層等領域開展進一步研究，努力使高速激光熔覆技術持續(xù)為各行各業(yè)客戶服務，創(chuàng)造價值。