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超高速激光熔覆技术的新高度和新征程

ACunity亚琛联合科技    激光应用    超高速激光熔覆技术的新高度和新征程

  2016年当超高速激光熔覆技术尚处于实验室阶段,亚琛联合科技公司作为Fraunnofer ILT孵化企业率先将其引入中国。以市场需求为导向,围绕粉末材料、核心部件、加工工艺、模块化系统装备、前后续工艺五大模块制定研发战略,不断攻克技术应用中的难点,2019年成为全球第一家实现了基于超高速激光熔覆技术的规模化生产。目前在煤机、钢铁、石油、海洋等领域实现大批量工艺验证,获得了客户的一致认可。

  高效率、高粉末利用率和光滑的表面成形:

  凭借自主研发的超高速激光熔覆系统以及核心工艺know-how, 使生产效率提升至0.8~1.6m²/h、粉末利用率超过95%。在煤机行业的众多产品中例如:大直径中缸、活柱,以及大长径比的推移、平衡活塞杆等,实现了24h连续、稳定、规模化生产。与此同时,经过不断优化工艺,涂层表面粗糙度目前达到了Ra 25μm,光滑平整的表面可直接进行抛光加工,相比于传统的车+磨+抛三次后处理,减少两道机加工工序,显著降低转运、机加和人工成本。目前超高速激光熔覆技术在煤机产品表面涂层制备领域所占的市场份额逐年上升,技术成熟度通过实际生产的考验,有望在未来1~2年大规模取代电镀和常规熔覆技术,成为一个具有广阔应用前景的激光绿色制造技术。

 

  低热输入:

  超高速激光熔覆技术在超高线速度、较低功率的作用下,具有极小的线能量,可实现小熔池涂层熔覆,对基材的热影响小,热影响区宽度最小可控制在10μm以内,因此超高速激光熔覆对于小直径和大长径比工件具有很大的优势。经过公司研发人员的技术攻关,超高速激光熔覆技术在海洋轮船涡轮增压器轴杆(φ10mm),以及发动机平衡轴(φ70mm)等高精度产品的修复上得到了应用,修复后的工件几乎无变形,有效避免了尺寸超差导致的报废,通过再制造为客户节约大量成本。可见,超高速激光熔覆技术在超精密、高附加值、热敏感材料等产品修复市场具有不可估量的应用潜力。

 

  低稀释率、高性能:

  超高速激光熔覆技术在高冷却速度、高冷凝速率及高搭接率条件下,通过调控涂层组织生长及物相析出,可实现均匀、细小、弥散密集析出相等特殊组织结构,涂层性能可适应各种复杂工况下的使用。另一方面,超高速激光熔覆技术制备的涂层稀释率可控制在3%以内,有效避免了基材成分对涂层造成的性能“污染”,且因其冶金结合的特性,使得涂层兼具高结合强度。近期,亚琛联合科技公司技术团队通过优化粉末材料成分,建立组织与性能的相关性,优化涂层性能,制备了可适应高温、高(交变)应力以及高热应力的强化涂层,硬度可达HRC65以上,通过钢厂轧辊、导辊、导板等产品的实际上机测试,显示涂层的耐磨寿命可达原始材料的6倍。该项技术也同样适用于石油、工程机械行业的各类产品,如抽油泵柱塞、耐磨套、销轴、工程机械活塞杆等。亚琛联合科技公司凭借长期的技术积累,已研发出众多针对不同行业和应用工况产品的制造工艺及设备,未来也将继续坚持以应用为导向的技术创新,建立行业研发联盟,加快先进技术的成果转化速度,快速精准地研发新产品、新工艺,对标客户需求。我们非常期待更多企业伙伴的加入,共塑创新,挖掘激光制造的无限潜力。