玻璃磨具激光熔覆加工是一種新型加工技術(shù)，其原理是用高能激光束照射玻璃磨具表面，使表面快速熔化，形成一層高硬度層。涂層以提高其耐磨性、耐腐蝕性和耐高溫性。







　　一、玻璃磨具激光熔覆加工原理

　　玻璃磨具激光熔覆加工的原理是利用高能激光束照射玻璃磨具表面，使表面快速熔化，形成一層高硬度涂層，提高其耐磨、耐腐蝕、耐高溫性能。激光熔覆過程中，高能激光束聚焦在玻璃磨具表面，使表面材料快速熔化并形成液池，同時添加碳化物、氮化物等高硬度涂層材料，增強涂層硬度。和耐磨性。在激光束的作用下，液池中的涂層材料迅速冷卻并結(jié)晶，形成高硬度涂層。







　　二、玻璃磨具激光熔覆加工特點

　　1、：玻璃磨具激光熔覆加工采用高能激光束，可以快速地熔化材料并形成涂層，大大縮短了所需的加工時間。

　　2、高硬度：通過添加高硬度涂層材料，使玻璃磨具激光熔覆形成的涂層具有高硬度，可顯著提高玻璃磨具的耐磨性。

　　3、耐腐蝕性強：涂層材料具有良好的耐腐蝕性，可以保護玻璃磨具表面免受腐蝕損壞。

　　4、耐高溫性好：由于鍍膜材料具有良好的耐高溫性，可以保護玻璃磨具在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性。

　　5、適用范圍廣：玻璃磨具激光熔覆加工適用于各種類型的玻璃磨具，如平板玻璃、曲面玻璃等。







　　三、激光熔覆加工玻璃磨具的應(yīng)用

　　玻璃磨具激光熔覆加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于光學(xué)、汽車、航空航天等多個領(lǐng)域，下面介紹幾個具體應(yīng)用實例。

　　1、光學(xué)領(lǐng)域：在光學(xué)領(lǐng)域，玻璃是常用的材料之一，但它容易磨損、腐蝕。采用玻璃磨料激光熔覆加工技術(shù)可以顯著提高玻璃的耐磨性和耐腐蝕性，延長其使用壽命。

　　2、汽車領(lǐng)域：汽車玻璃在使用過程中容易受到環(huán)境污染和摩擦損壞，采用玻璃磨具激光熔覆加工技術(shù)可以增強汽車玻璃的耐磨性和耐腐蝕性，提高其可靠性和安全性。

　　3、航空航天領(lǐng)域：在航空航天領(lǐng)域，高溫、高壓、高速等極端環(huán)境下使用的玻璃材料需要有更高的性能要求。采用玻璃磨具激光熔覆加工技術(shù)，可以增強玻璃材料的耐高溫、耐腐蝕、耐磨性能，提高其穩(wěn)定性和可靠性。







　　四、激光熔覆加工玻璃磨具的發(fā)展前景

　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，玻璃磨具激光熔覆加工技術(shù)將不斷進步和完善。未來，該技術(shù)將在以下幾個方面得到進一步發(fā)展和應(yīng)用：

　　1、設(shè)備研發(fā)：進一步開發(fā)、穩(wěn)定的玻璃磨料激光熔覆加工設(shè)備，提高設(shè)備的加工速度和可靠性。

　　2、材料創(chuàng)新：不斷探索硬度高、耐腐蝕性強的新型涂層材料，滿足不同領(lǐng)域的需求。

　　3、工藝優(yōu)化：優(yōu)化玻璃磨具激光熔覆工藝，提高鍍層的均勻性和致密性，降低缺陷率。

　　4、應(yīng)用拓展：將玻璃磨具激光熔覆加工技術(shù)應(yīng)用到更多領(lǐng)域，如電子、能源等領(lǐng)域，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更廣闊的空間。

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：對軸表面進行研磨、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：對包覆軸進行冷卻、拋光、清洗等，去除多余的包覆材料和毛刺。

　　5、性能測試：對修復(fù)后的軸進行性能測試，包括硬度、耐磨性、耐腐蝕性等測試。

油田的工作條件比較惡劣。許多金屬零件長期在重負荷下工作，伴隨著腐蝕、摩擦和磨損，導(dǎo)致其過早失效。縮短其使用壽命。停產(chǎn)檢查、更換新件，不僅增加材料成本，而且影響油田生產(chǎn)，造成多方面損失。油田許多金屬零件摩擦副的磨損間隙都在近毫米量級。但常規(guī)表面技術(shù)的處理層較薄，導(dǎo)致磨損件表面修復(fù)困難，限制了這些技術(shù)的應(yīng)用范圍。


　　激光熔覆技術(shù)作為一種新型的表面工程技術(shù)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在油田中，激光熔覆主要應(yīng)用于石油鉆桿、抽油桿、石油管道等方面。下面我們將分別介紹這些應(yīng)用。

　　1、石油鉆桿

　　石油鉆桿是石油鉆井作業(yè)中鉆遇地層的重要工具之一。由于鉆桿在井下受到?jīng)_擊、摩擦和腐蝕，其表面容易出現(xiàn)裂紋、磨損和腐蝕等問題，嚴(yán)重影響鉆井作業(yè)的安全和效率。了解決這一問題，激光熔覆技術(shù)被廣泛應(yīng)用于石油鉆桿的表面強化與修復(fù)。

　　通過激光熔覆技術(shù)，在鉆桿表面形成一層硬度高、耐腐蝕、耐磨損、耐高溫的涂層，可顯著提高鉆桿的耐用性和使用效率。同時，激光熔覆技術(shù)還可以修復(fù)鉆桿表面的損傷，延長鉆桿的使用壽命，降低更換成本。

　　2、抽油桿

　　抽油桿是油田采油的重要工具之一。由于長期受到來自地下原油的腐蝕和摩擦，抽油桿容易出現(xiàn)磨損、裂紋、變形等問題，嚴(yán)重影響了原油的開采和提率。為了解決這一問題，激光熔覆技術(shù)被廣泛應(yīng)用于抽油桿的表面強化與修復(fù)。

　　經(jīng)過激光熔覆技術(shù)，在抽油桿表面形成一層高硬度、高韌性的涂層，可顯著提高抽油桿的耐用度和使用效率。激光熔覆技術(shù)還可以修復(fù)抽油桿表面的損傷，延長抽油桿的使用壽命，降低更換成本。

　　3、石油管道

　　輸油管道是石油生產(chǎn)中不可缺少的重要設(shè)施之一。由于輸送的原油中往往含有腐蝕性物質(zhì)，這些物質(zhì)會對管道造成腐蝕和破壞，嚴(yán)重影響石油生產(chǎn)的安全和穩(wěn)定。因此激光熔覆技術(shù)被廣泛應(yīng)用于輸油管道防腐和修復(fù)。

　　通過激光熔覆技術(shù)，可以在管道內(nèi)外表面形成一層具有高耐腐蝕性能的涂層，顯著提高管道的耐久性和安全性。同時，激光熔覆技術(shù)還可以對管道表面的損傷進行修復(fù)，避免了管道泄漏等事故的發(fā)生，降低了維修成本。

　　總之激光熔覆技術(shù)在油田的應(yīng)用可以在抽油機上得到實現(xiàn)，大大提高了設(shè)備的壽命及安全性，也給企業(yè)帶來的益處，降低了成本。

激光熔覆技術(shù)的特點：

　　1、涂層結(jié)構(gòu)均勻、細化、缺陷率低；

　　2、涂層硬度高，可達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)合強度高；

　　4、根據(jù)不同情況，涂層厚度可達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；

九十年代初，激光再制造技術(shù)出現(xiàn)成為科研的熱門，大部分都專注于它的研究。隨著再制造理念逐漸被社會接受和技術(shù)的不斷長進，我國再制造工業(yè)己取得較大的成就，工業(yè)規(guī)劃不斷擴大，覆蓋行業(yè)層面更為廣闊，智能程度越來越高，成為近年來激光加工技術(shù)的一個新亮點。

　　現(xiàn)在，我國已進入汽車、工程機械和車床作廢置換的高峰期，再制造工業(yè)開展面臨可貴機會，潛力非常大。激光再制造技術(shù)已根本成熟，這樣就是一個激光再制造的智能商場正撲面而來。

　　激光再制造技術(shù)是近年來新式的一種技術(shù)方式，他以激光熔覆、激光淬火、激光表面合金化技術(shù)為主，依據(jù)修復(fù)零部件的受損使其達到受損前或比受損前更好的功能。

　　激光熔覆為激光再制造技術(shù)。激光熔覆運用高能激光束作為熱源，通過金屬及焊材的迅速熔化、擴展和冷卻，構(gòu)成一種具有特別功用的表層，這種表層一般具有耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等功用，激光熔覆的優(yōu)勢在于熔覆層與基體是冶金結(jié)合，基體熱影響區(qū)極小，加工和熱變形小，對孔洞、攙雜、裂紋等缺陷控制較好。







　　激光淬火是運用聚焦后(或通過光束整形)的激光束加熱于金屬表面使其產(chǎn)生馬氏體相變構(gòu)成馬氏體淬硬層的進程，通過激光淬火加工后工件表面粗糙度根本不變，不需要后續(xù)機械加工就可以滿足實踐工況的需求;







　　激光合金化則通過激光參與將合金粉末與基體材料相作用構(gòu)成一種新相的表面處理辦法。

　　激光加工技術(shù)在再制造業(yè)中的運用與在其他制造業(yè)中的運用相同，有著其他加工技術(shù)不可代替的好處。激光加工用于再制造業(yè)是由相變硬化開展到激光表面合金化和激光熔覆，由激光合金涂層開展到復(fù)合涂層及陶瓷涂層，然后使得激光表面改性技術(shù)成為再制造的一項重要手法。

　　激光再制造技術(shù)的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)再制造技術(shù)在可批改材料及批改零件形狀等方面的約束，打破了再制造技術(shù)的局限性，選用激光再制造技術(shù)批改高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速渦輪動力機械零部件，已先后被石化、電力、煤炭、冶金、轎車等十幾個行業(yè)認可及應(yīng)用。

速激光熔覆與高速激光熔覆，常規(guī)激光熔覆的共同點：

　　1、包覆材料通用：可以用常規(guī)激光熔覆的材料，可以用高速激光熔覆來熔化;一些常規(guī)激光熔覆無法熔覆的材料，如高熔點材料，可以通過高速激光熔覆來熔化。

　　2、全部采用冶金結(jié)合：但高速熔覆的涂層效果與熱噴涂類似，表面光滑。常規(guī)包層波動較大。

　　3、通用工藝路線：常規(guī)激光熔覆工藝調(diào)整的也是高速激光熔覆工藝調(diào)整的。

　　4、應(yīng)用領(lǐng)域一致：即在常規(guī)激光熔覆可以應(yīng)用的領(lǐng)域可以應(yīng)用高速激光熔覆，在常規(guī)激光熔覆無法應(yīng)用的領(lǐng)域也可以應(yīng)用高速激光熔覆。通俗地說，高速激光熔覆可以做到常規(guī)激光熔覆可以做到的事情，高速激光熔覆也可以做到常規(guī)激光熔覆無法做到的事情。

激光熔覆是一種對基材的表面改性技術(shù)。通過預(yù)先設(shè)定熔覆路徑，利用激光輻照，使熔覆材料與基體表層快速熔化成激光所經(jīng)過的熔池，然后快速凝固成冶金結(jié)合、低稀釋的熔覆層，因此即對機械零件進行原位修復(fù)，或熔覆工藝，以提高原基材表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能。

　　與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，激光熔覆技術(shù)具有以下特點：

　　1、熔覆層與基體能形成冶金結(jié)合;

　　2、基體受到的熱影響小，不易變形;

　　3、熔覆層的稀釋率低，節(jié)約昂貴的熔覆材料;

　　4、熔覆層的厚度大小可以控制;

　　5、可以修復(fù)零部件的特定部位及其他方法難以處理的部位。

　　在對農(nóng)機零部件進行熔覆和修復(fù)之前，需要對農(nóng)機零部件的表面進行預(yù)處理。由于農(nóng)機工作環(huán)境惡劣，農(nóng)機零部件表面常常覆蓋有土壤、油污、水、化肥、農(nóng)藥、鐵銹、氧化層等，因此與其他領(lǐng)域相比，零部件的修復(fù)工作更多復(fù)雜的。對于農(nóng)業(yè)機械的零部件，一般的操作是用水沖洗掉接觸土壤的部件表面的污垢。如果破損表面污垢比較牢固，可以采用激光清洗的方法清理。之后，用砂紙打磨待熔覆表面，并用丙酮清洗，避免激光熔覆時表面污漬進入熔覆層，造成缺陷，影響熔覆層的質(zhì)量和性能。

對于輥壓機軸磨損的傳統(tǒng)修復(fù)方法，常采用補焊、電刷鍍、噴涂等工藝進行離線修復(fù)。直接的影響就是停機時間長，整體成本高，勞動強度大。激光增材修復(fù)方法實現(xiàn)了在線修復(fù)。該技術(shù)非常適用于輥壓機軸磨損的修復(fù)。無需拆卸和加工即可修復(fù)。補焊無熱應(yīng)力，補焊厚度不受限制。同時，該產(chǎn)品具有金屬材料所不具備的優(yōu)惠，可吸收設(shè)備的沖擊和振動，避免了再次磨損的可能性，并大大延長了設(shè)備部件的使用壽命，為企業(yè)節(jié)省了大量的停機時間，創(chuàng)造了的經(jīng)濟價值。


　　現(xiàn)場修復(fù)過程如下：

　　1、表面處理：清除前后軸肩表面、軸承表面、軸承內(nèi)圈表面的污垢和高點。清除所有螺栓孔和壓板通孔邊緣的毛刺。使用砂輪打磨磨損區(qū)域，使其恢復(fù)原來的金屬顏色。

　　2、確定定位點：先在軸徑磨損量處增加一個定位點，高度略一側(cè)磨損量。以樣尺為基準(zhǔn)，用砂輪機、銼刀等工具打磨，使其高度接近與一側(cè)磨損尺寸相同。

　　3、空試軸承：安裝軸承，并用壓板緊固軸承，在壓板螺栓緊固過程中保持較小的預(yù)緊力，測量同心度和垂直度，精度誤差小于0.2 mm。

　　4、清潔表面：用無水乙醇清潔軸承位置表面和軸承內(nèi)圈表面，軸承內(nèi)圈表面刷803脫模劑。

　　5、涂抹激光增材：將均勻的激光增材直接涂抹在修補面上，并激光增材的填充效果，然后用刮刀均勻涂抹，厚度略支撐點的高度。

　　6、尺寸恢復(fù)：安裝軸承，均勻擰緊壓板，并留有足夠的預(yù)緊力。

　　7、養(yǎng)護：自然養(yǎng)護6—12小時后，拆下壓板和軸承，并清除多余激光增材。

　　8、再次應(yīng)用激光增材：用砂帶打磨修補激光增材表面產(chǎn)生的釉料和脫模劑。清潔后，調(diào)和金屬修復(fù)激光增材，并將其應(yīng)用于整個軸承位置的表面。

　　9、安裝方式：快速安裝軸承，整個安裝和緊固過程控制在40分鐘內(nèi)。擰緊螺栓時，要對稱擰緊。這次安裝螺栓全部擰緊到位。

　　10、后期預(yù)緊：設(shè)備空載時每3小時擰緊一次，設(shè)備滿載時每6小時、12小時、24小時擰緊一次。

激光熔覆同步送粉智能設(shè)備技術(shù)

　　送粉設(shè)備作為熔覆設(shè)備的核心元件之一，其性能的好壞將直接影響熔覆層的質(zhì)量，隨著激光熔覆技術(shù)的飛速發(fā)展以及對熔覆層的加工精度和質(zhì)量要求的提高，開發(fā)的送粉設(shè)備對激光熔覆加工顯得尤為重要。

　　為此，西安國盛激光科技憑借自身的技術(shù)及研發(fā)實力，研制出適用于速激光熔覆同步送粉智能設(shè)備。該智能送粉設(shè)備系列為滿足激光熔覆以及速激光熔覆的送粉精度而生。在高功率大送粉量的服役工作中保持穩(wěn)定性的同時，也能夠在精密送粉工藝中發(fā)揮其到的微量送粉功能。

　　單工位熔覆淬火設(shè)備機床采用全HT鑄造床身，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，減震性高，PLC控制具有“友好”的人機對話界面，四軸機構(gòu)(X、Y、Z、旋轉(zhuǎn)軸)可實現(xiàn)聯(lián)動;單工位設(shè)計、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便;全水冷熔覆/淬火頭可實現(xiàn)24小時連續(xù)作業(yè);該設(shè)備大回轉(zhuǎn)直徑?600mm，裝夾工件大長度3000mm，大承載能力3T;可實現(xiàn)軸類、盤類零件的外圓熔覆/淬火，也可對內(nèi)孔進行熔覆/淬火。

　　目前，激光熔覆技術(shù)發(fā)展迅速，日趨成熟，正走向推廣應(yīng)用階段。激光熔覆技術(shù)是綠色再制造技術(shù)的重要支撐技術(shù)之一，是符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的高新技術(shù)。中國科學(xué)家在基礎(chǔ)理論研究方面處于國際水平，為激光熔覆技術(shù)的發(fā)展做出了貢獻。但另一方面，激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用水平和規(guī)模還不能滿足市場需求。解決工程應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)，研制特種合金粉末系統(tǒng)，研制送粉裝置和技術(shù)，系統(tǒng)研究無損修復(fù)方法，建立質(zhì)量和評價體系，加大力度，培育工程應(yīng)用有信可依的在制造業(yè)市場競爭日益激烈的今天，激光熔覆技術(shù)有著的潛力。