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(shí)添加碳化物、氮化物等高硬度涂層材料，增強(qiáng)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(diǎn)

　　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(shí)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(qiáng)：涂層材料具有良好的耐腐蝕性，可以保護(hù)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(hù)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(gè)領(lǐng)域，下面介紹幾個(gè)具體應(yīng)用實(shí)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(qiáng)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(qiáng)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(jìn)步和完善。未來，該技術(shù)將在以下幾個(gè)方面得到進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用：

　　1、設(shè)備研發(fā)：進(jìn)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(qiáng)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。

激光熔覆技術(shù)可以優(yōu)化資源配置,節(jié)約貴重、稀有金屬材料,降低能源消耗,節(jié)省資金。激光熔覆修復(fù)技術(shù)、,有很強(qiáng)的保護(hù)環(huán)境的作用，屬于綠色再制造工程。國盛激光是一家從事自動化激光熔覆設(shè)備、高速激光熔覆設(shè)備、激光淬火設(shè)備、激光焊接設(shè)備、3D打印設(shè)備的研發(fā)、制造、銷售于一體的高新技術(shù)企業(yè)。

　　國盛激光研發(fā)的高速激光熔覆的功率密度是常規(guī)激光熔覆的5-10倍，現(xiàn)又研發(fā)出的移動式激光熔覆設(shè)備，避免了異地拆卸、運(yùn)輸、維修、安裝的過程，節(jié)省了勞動強(qiáng)度和維修工人的時(shí)間，減少了企業(yè)的停機(jī)時(shí)間，避免了更換新零件和運(yùn)輸?shù)某杀?研發(fā)出的八軸聯(lián)動激光熔覆設(shè)備，根據(jù)客戶應(yīng)用場景可配置不同規(guī)格的機(jī)器人，同時(shí)選配變位機(jī)、轉(zhuǎn)臺、滑臺以適應(yīng)不同加工類型工件的激光熔覆加工及表面處理。

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(jī)械零件進(jìn)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(diǎn)：

　　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(jī)零部件進(jìn)行熔覆和修復(fù)之前，需要對農(nóng)機(jī)零部件的表面進(jìn)行預(yù)處理。由于農(nóng)機(jī)工作環(huán)境惡劣，農(nóng)機(jī)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(jī)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(shí)表面污漬進(jìn)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(jī)軸磨損的傳統(tǒng)修復(fù)方法，常采用補(bǔ)焊、電刷鍍、噴涂等工藝進(jìn)行離線修復(fù)。直接的影響就是停機(jī)時(shí)間長，整體成本高，勞動強(qiáng)度大。激光增材修復(fù)方法實(shí)現(xiàn)了在線修復(fù)。該技術(shù)非常適用于輥壓機(jī)軸磨損的修復(fù)。無需拆卸和加工即可修復(fù)。補(bǔ)焊無熱應(yīng)力，補(bǔ)焊厚度不受限制。同時(shí)，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(jī)時(shí)間，創(chuàng)造了的經(jīng)濟(jì)價(jià)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(diǎn)。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(diǎn)：先在軸徑磨損量處增加一個(gè)定位點(diǎn)，高度略一側(cè)磨損量。以樣尺為基準(zhǔn)，用砂輪機(jī)、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(bǔ)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(diǎn)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(hù)：自然養(yǎng)護(hù)6—12小時(shí)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(bǔ)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(gè)軸承位置的表面。

　　9、安裝方式：快速安裝軸承，整個(gè)安裝和緊固過程控制在40分鐘內(nèi)。擰緊螺栓時(shí)，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(shí)每3小時(shí)擰緊一次，設(shè)備滿載時(shí)每6小時(shí)、12小時(shí)、24小時(shí)擰緊一次。

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)行測試，但沒有平臺可以實(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。一兩臺設(shè)備加工效率低，無法應(yīng)對大規(guī)模加工。十幾臺設(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。