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武钢华工激光
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机械制造

MACHINE MANUFACTURING

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行业背景 / Industry background

机械行业,只要是与机械有关的行业都可以说是机械行业,机械设备种类繁多。机械设备在运行时,其一些部件甚至其本身可进行不同形式的机械运动。由于长期在恶劣环境下工作,容易导致零部件的腐蚀、磨损。然而,机械设备的特点:体积庞大、价格昂贵、装卸困难,而且保养维修工作量大。因此在零部件因磨损损坏而停止运行时,会造成巨大的经济损失。我们不仅需要对设备进行定期的保养维护,还需要对磨损损坏的部位进行修复。

针对机械行业零部件易磨损及易腐蚀的严重问题,武钢华工激光研发设计出行业专用激光强化及再制造设备,以及针对机械行业零部件清洗激光清洗系列产品。激光强化及再制造设备利用现代激光技术强化机械零部件,提高机械零部件硬度,延长零部件的使用时间,能够避免零部件过早失效而增加成本,还可对磨损部位进行类同质、同性能恢复需要的尺寸。并且可以通过激光清洗,实现机械零部件表面激光除锈、激光除油、激光除氧化层等工艺。

解决方案 / Solution

减速器激光熔覆

精轧机的主传动一般由大电机、主减速机、人字齿轮座、主轴等部件组成,其中减速机的主要作用是把大电机的转速、转矩进行转化,在整个传动链中起着至关重要的作用。主减速器损坏对精轧机来说非常不利,检修非常困难,一般检修都是要更换主减零件,重新匹配。因维修设备及工人操作手法等因素限制,减速器的性能很难达到出厂时匹配性能。治标不如治本,如何能延长减速器的使用寿命,成为机械行业需要解决的问题。

激光熔覆修复技术,采用激光束熔化涂层材料及薄层基材材料,待快速凝固后形成稀释度极低、成分与涂层大体一致的熔覆层的方法,可在减速器表面形成合金熔覆层,从而改善基材材料表面的耐磨、耐蚀、耐热和抗氧化等性能。还能使已磨损的减速器恢复尺寸、类同质、同性能修复。

通过激光熔覆修复技术加工过的减速器,熔覆时热输入少,对汽车减速器整体结构尺寸的影响很小,不会造成汽车减速器变形的危险,并且激光熔覆层非常平整,不仅可以使表面损伤的部位按要求恢复外形尺寸,还提高了表面耐腐蚀性和耐磨性,从而延长了使用寿命,节约了采购新产品的成本。

轧辊激光合金化

轧辊是轧机上使金属产生连续塑性变形的主要工作部件和工具,轧辊在工作过程中,处于复杂的应力状态。轧辊与轧件接触加热、轧辊水冷引起的周期性热应力,轧制负荷引起的接触应力、剪切应力以及残余应力,或轧制时卡钢等造成局部发热相起热冲击等,都易使轧辊失效。轧辊失效的主要有剥落、断裂、裂纹等形式。任何一种失效形式都会直接导致轧辊使用寿命缩短。因此,如何延长轧辊使用寿命成为亟需解决的问题。

武钢华工激光新型激光合金化技术主要利用高能密度激光束加热冷凝速率快等特点,使添加的合金元素和基材表层在液态下充分混合而形成合金化层。武钢华工激光的合金化涂料为本公司的专利产品,由超细陶瓷骨料组成,与普通合金化涂料相比,表面吸收效率提高30%以上,硬度、耐磨性和耐高温性能均显著提高。

齿轮激光淬火

齿轮转动是机械转动中重要的一种传动形式之一,它具有传动效率高、工作可靠、传动比准确结构紧凑、寿命长等优点,在机床、汽车等产品中广泛应用,齿轮通过轮齿啮合传递扭矩和动力,承受较大的交变弯曲应力、接触应力,易产生齿面点蚀、胶合等失效,甚至是断齿。

武钢华工激光新型激光淬火技术利用高能激光在工件表面快速扫描,在工件表面极薄的光斑大小的小区域内快速吸收能量瞬间使其急剧达到高温,又瞬间完成低温淬火的高新技术,使齿轮得到快速修复。经过修复后的齿轮表面硬度、耐磨性、以及强度和高温性能得到显著提高,同时还可使齿轮仍保持较好的韧性,使其具有耐磨性好、冲击韧性高、疲劳强度高的机械性能等特点,使用寿命较原零部件大幅度提高。

锤座激光淬火

锤座的工作环境与工作强度决定了其故障频率相对其他类型的机械要高,即便在维护保养与配件性能上均有更高要求,但长时间、高频率、高负荷作业亦不能避免磨损、失效等情况的产生。一旦出现配件的损伤失效情况,将导致锤座的运行状态和工作能力变得不稳定,甚至可能影响到机器的正常使用和工程作业的顺利进行。

武钢华工激光新型激光淬火技术是用高能激光在工件表面快速扫描,在工件表面极薄的光斑大小的小区域内快速吸收能量瞬间使其急剧达到高温,又瞬间完成低温淬火的高新技术。不但使锤座得到修复,且经过修复后的锤座表面硬度、耐磨性、以及强度和高温性能得到显著提高,同时可使锤座仍保持较好的韧性,使其具有耐磨性好、冲击韧性高、疲劳强度高的机械性能等特点,使用寿命较原零部件大幅度提高。

钛板激光除氧化层

钛板具有重量轻,强度大,耐热性强,耐低温、耐腐蚀等性能,因此被广泛应用于航空航天、体育休闲、汽车、船舶及化工中。但由于在高温加工的过程中,钛容易出现氧化,如果不及时清除,会严重影响工件的性能,因此,钛板清洗氧化层显得尤为重要。目前钛板还保持着原有的酸碱洗的清洗方式,过程复杂,不但可能造成清洗不彻底,导致反复清洗,还容易造成材料的浪费以及环境污染。

激光清洗技术采用高能脉冲激光束照射工件表面,使钛板表面的氧化层或涂层发生瞬间蒸发或膨胀剥离,从而达到洁净化的效果。相较于传统的酸碱洗清洗技术,激光清洗具有清洗效果好、控制精度高、应用范围广、环境零污染、运行成本低等优点,且对基材无损伤,绿色环保。

客户受益 / Customer Benefits

基体变形小

由于激光加热速度快,热影响区小,相变硬化应力小,因而进行激光强化及再制造时,对机械零部件整体结构尺寸的影响很小,机械零部件不会产生变形的危险。

经济效益高

由于大型机械体积庞大、价格昂贵,由于零件失效导致无法生产,购买新零件将大大提高生产成本。激光强化及再制造技术,不仅可以使表面损伤的部位按要求恢复外形尺寸,还能对新工件加工,提高了表面耐腐蚀性和耐磨性,从而延长了使用寿命,节约了采购新产品的成本。激光清洗过程非接触、低噪音且对基体损伤极小,从而减少了成本浪费。激光表面处理设备后期只需对设备部件定期清洗或更换,其保养成本低,接近免维护。

适用于各类零部件的不同修复需求

激光熔覆粉末的硬度及特定功能性调整方便,满足机械行业各类零部件激光熔覆和修复的需求;激光器的方向及光斑可调,因此,可对形状复杂的零件和不能用其它常规方法处理的零件进行修复强化,以及清洗,如具有沟槽的零件。

可实现自动化

激光表面加工技术可实现设备的自动化,智能化操作。相比传统的强化及再制造技术,激光加工效率更高,且无需化学药剂,不产生废液,避免环境污染,符合国害绿色制造的产业化升级要求。

应用领域 / application area

激光表面加工及再制造技术在机械制造行业的应用十分广泛,可对活塞表面铸造缺陷进行激光修复;曲轴磨损部位激光再制造;各种丝杠、螺杆、导轨、凸轮轴及传动齿轮、齿圈等表面进行局部淬火;轧辊、螺杆、模具、阀门等表面进行合金化;焊缝、钛板、铝板、辊刀片等表面进行激光除油、激光除锈、激光除漆、激光除锌、激光除膜、激光除涂层等清洗。

风机轴激光熔覆

高炉风口铜喷嘴激光再制造

油杆激光淬火

驱动轴激光淬火

棒材轧辊激光合金化

轧辊合金化

辊刀片激光除油

板材激光除漆

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