寬帶激光熔覆修復(fù)軸體工藝流程

　　寬帶激光熔覆修復(fù)軸的工藝流程主要包括以下步驟：

　　1、表面處理：對(duì)軸表面進(jìn)行研磨、清洗、干燥等處理。去除表面的氧化物、油污及雜質(zhì)。

　　2、涂層制備：將合金粉末或陶瓷粉末與其他材料按一定比例混合，制備熔覆粉末。將熔覆粉末均勻地涂覆在軸的表面上，形成一定厚度的涂層。

　　3、激光熔覆修復(fù)：采用高能寬帶激光束掃描涂層，使涂層表面快速熔化并形成液池。在激光的作用下，熔池中的合金粉末或陶瓷粉末等材料充分熔化、混合，形成致密的熔覆層。

　　4、修復(fù)后處理：對(duì)包覆軸進(jìn)行冷卻、拋光、清洗等，去除多余的包覆材料和毛刺。

　　5、性能測(cè)試：對(duì)修復(fù)后的軸進(jìn)行性能測(cè)試，包括硬度、耐磨性、耐腐蝕性等測(cè)試。

激光熔覆技術(shù)的特點(diǎn)：

　　1、涂層結(jié)構(gòu)均勻、細(xì)化、缺陷率低；

　　2、涂層硬度高，可達(dá)50~62HRC，具有優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性；

　　3、涂層與基體之間存在冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高；

　　4、根據(jù)不同情況，涂層厚度可達(dá)0~10mm；

　　5、涂層材料可以是金屬和合金，也可以是金屬陶瓷；

　　6、基材為各類鋼和鑄鐵，也可以是其他金屬和合金材料；

　　7、可形成由基層、中層、外層組成的成分和硬度梯度涂層；

　　8、基材熱影響區(qū)小，熱變形小；

激光熔覆修復(fù)技術(shù)，以高能激光為熱源，將金屬合金材料(粉末、糊狀、絲狀等)快速凝固，形成致密、均勻、厚度可控的冶金結(jié)合層，提供了表面修復(fù)的好方法。

　　激光熔覆在軸修復(fù)中的優(yōu)勢(shì)如下：

　　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)度差的問題。

　　3、熱輸入低變形小：激光熔覆快熱快冷，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。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的不斷發(fā)展，零件的工作環(huán)境越來越復(fù)雜，對(duì)表面性能的要求也越來越高。因此零件報(bào)廢率大大增加。通常因表面失效而報(bào)廢的零件包括：轉(zhuǎn)子葉片、輥軸零件、齒輪零件、接頭零件等。

　　僅表面損傷的零件，在零件的綜合性能滿足使用條件的情況下，可以進(jìn)行修復(fù)。因加工不當(dāng)或服役損壞而報(bào)廢的零部件如果能夠得到修復(fù)，不僅可以節(jié)省的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間損失，還可以提高資源的利用率，符合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

　　目前，零件修復(fù)的方法有激光熔覆、真空釬焊、真空鍍膜、鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG)和等離子熔覆修復(fù)。激光熔覆是根據(jù)工件工況要求，熔覆具有各種設(shè)計(jì)成分的金屬或非金屬，制備出具有耐熱、耐腐蝕、耐磨、抗氧化、抗疲勞或光學(xué)、電學(xué)、磁性。

　　激光熔覆是一種快速冷卻工藝。在熔覆過程中，對(duì)被修復(fù)工件的熱輸入小，熱影響區(qū)小，熔覆層組織精細(xì)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此采用激光熔覆的方法修復(fù)零部件比其它的方法具有更大的優(yōu)勢(shì)。激光熔覆技術(shù)解決了傳統(tǒng)電焊、氬弧焊等熱加工工藝中不可避免的熱變形、熱疲勞損傷等一系列技術(shù)難題，也解決了傳統(tǒng)冷加工工藝中涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度問題，如由于電鍍和噴涂不一致，這為表面修復(fù)提供了良好的途徑。利用激光還可以修復(fù)受損的三維復(fù)雜零件，充分體現(xiàn)了激光再制造技術(shù)的靈活性和性。

目前，國內(nèi)激光熔覆領(lǐng)域存在這樣的情況。新工藝不斷在大學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試，但沒有平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)真正的應(yīng)用驗(yàn)證。工廠企業(yè)激光熔覆工藝更新緩慢，沒有科研力量做后盾。這種產(chǎn)學(xué)研脫節(jié)嚴(yán)重制約了我國激光熔覆行業(yè)的發(fā)展。

　　激光熔覆的成本一直是制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素。設(shè)備投入、研發(fā)投入、人員成本、粉末成本等。激光熔覆產(chǎn)品價(jià)格高與大多數(shù)激光加工企業(yè)規(guī)模大、成本高、單件產(chǎn)品加工成本高有很大關(guān)系。一兩臺(tái)設(shè)備加工效率低，無法應(yīng)對(duì)大規(guī)模加工。十幾臺(tái)設(shè)備加工，但設(shè)備初期投資太大，沒有工作量時(shí)大量設(shè)備閑置，普通企業(yè)承受不起。

　　激光熔覆合金粉末的成本是除設(shè)備成本外的另一大成本支出。對(duì)于小規(guī)模生產(chǎn)，粉末制造和采購成本占產(chǎn)品成本的很大一部分。只有大量采購和使用，才能降低產(chǎn)品的整體成本。同時(shí)，由于激光熔覆后的各種機(jī)械工藝，實(shí)際熔覆層并不具備初始熔覆層的厚度，因此提高后續(xù)加工精度，降低初始熔覆層厚度成為降低成本的必然.

激光熔覆與激光合金化的兩個(gè)過程類似，但有本質(zhì)區(qū)別，主要區(qū)別如下：

　　1、激光熔覆過程中，熔覆材料完全熔化，基體熔層極薄，因此對(duì)熔覆層成分的影響極小，而激光合金化是在表面熔合中加入合金元素基體層，目的是在基體的基礎(chǔ)上形成新的合金層。

　　2、 從本質(zhì)上講，激光熔覆不是利用基體表面的熔融金屬作為溶劑，而是將單配置的合金粉末熔化，使其成為熔覆層的主體合金，同時(shí)形成一層薄薄的基底合金層也熔化，與其形成冶金結(jié)合。

　　激光熔覆技術(shù)制備新材料是極端條件下失效零件修復(fù)再制造和金屬零件直接制造的重要基礎(chǔ)，受到了科學(xué)界和企業(yè)的高度重視。