中南區(qū)域性金屬零部件激光加工服務(wù)提供商
輝銳集團(tuán)
株洲輝銳增材制造技術(shù)有限公司
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資訊動(dòng)態(tài)
應(yīng)用背景
煤礦是我國的重要能源行業(yè)，但煤礦行業(yè)面臨著許多困難和挑戰(zhàn)。其中一個(gè)重要問題就是煤機(jī)零部件損壞和壽命短的問題。在煤炭開采過程中，煤機(jī)零部件經(jīng)常處于高溫、高壓、潮濕、腐蝕等惡劣環(huán)境下，對其表面硬度、耐磨性、腐蝕性、疲勞 壽命等技術(shù)指標(biāo)提出了更高的要求。
國家及地方政府相關(guān)環(huán)保政策
近年來，我國相繼出臺《“十四五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》、《關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》、《?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)成效考核措施》等重要政策文件，鼓勵(lì)新業(yè)態(tài)發(fā)展和模式創(chuàng)新，在能源、冶金、建材、有色、化工、電鍍、造紙、印染、農(nóng)副食品加工等行業(yè)，全面推進(jìn)清潔生產(chǎn)改造或清潔化改造。
以下為我國幾個(gè)煤炭大省出臺的相關(guān)環(huán)保政策：
河南省——2019年修訂《河南省建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》、2023年印發(fā)《河南省貫徹落實(shí)〈關(guān)于推動(dòng)職能部門做好生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作的意見〉若干措施》。
內(nèi)蒙古——2018年印發(fā)《內(nèi)蒙古自治區(qū)土壤污染防治三年攻堅(jiān)計(jì)劃》、2023提出《內(nèi)蒙古自治區(qū)人民政府辦公廳關(guān)于進(jìn)一步做好社會(huì)資本參與生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作的實(shí)施意見》。
山西省——2023年印發(fā)《山西省人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)山西省煤炭洗選行業(yè)建設(shè)項(xiàng)目管理暫行辦法的通知》、2023年實(shí)施《關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)決打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的實(shí)施意見》。
陜西省——2017年印發(fā)《陜西省“十三五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》、2023年印發(fā)《陜西省碳排放數(shù)據(jù)質(zhì)量管理辦法 （試行）》。
目前，國內(nèi)替代電鍍技術(shù)的解決方案主要為激光再加工技術(shù)，該技術(shù)逐漸成為新的行業(yè)發(fā)展方向。該技術(shù)核心在于利用激光熔覆技術(shù)代替電鍍硬鉻，用激光淬火替代高頻淬火、中頻淬火，同時(shí)利用激光技術(shù)進(jìn)行滲氮表面處理，不僅有效控制了電鍍的污染問題，還大大節(jié)省了生產(chǎn)成本，整個(gè)修復(fù)過程不受作業(yè)環(huán)境的影響。
激光熔覆技術(shù)相比傳統(tǒng)工藝的優(yōu)勢
1.提高使用壽命
激光熔覆技術(shù)采用激光在零件基體表面涂覆高性能金屬材料，由于激光束極高的能量致使熔覆材料和母材同時(shí)熔化，快速冷卻后形成完美的冶金結(jié)合涂層，從而顯著改善零件表面的耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化等特性。
2.節(jié)約生產(chǎn)成本
超高速熔覆技術(shù)采用比傳統(tǒng)激光熔覆技術(shù)快兩個(gè)數(shù)量級的熔覆速度（達(dá)幾米/秒），對基材表面進(jìn)行高效率涂層熔覆。超過0.5平方米/小時(shí)的高效率涂層可以使激光熔覆的成本降低到與鍍硬鉻成本相當(dāng)。
3.成型效果優(yōu)越
電鍍涂層屬于物理結(jié)合，涂層厚度較薄一般為20-60μm。而超高速熔覆涂層厚度最少達(dá)到120μm，最高可達(dá)到1000μm，激光涂層與基材的結(jié)合屬于冶金結(jié)合，不會(huì)出現(xiàn)涂層剝落、分層等現(xiàn)象。涂層硬度、韌性、耐腐性等性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的鍍鉻工藝。
4.綠色制造工藝
相對于傳統(tǒng)鍍鉻工藝，激光熔覆是一種綠色制造工藝，在生產(chǎn)工藝上更為簡單、能耗更低，生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生廢水、廢氣等污染物，大大節(jié)約了處理廢棄物的成本。
液壓支架立柱修復(fù)案例
液壓立柱在長期受到酸、堿性介質(zhì)的腐蝕及在惡劣、重載、振動(dòng)、沖擊等環(huán)境下運(yùn)行，其表面極易嚴(yán)重磨損、腐蝕等因素導(dǎo)致失效。對失效的立柱進(jìn)行激光熔覆，使其尺寸和功能修復(fù)，可有效的延遲其使用壽命。
技術(shù)要求
1、熔覆層與基材呈冶金結(jié)合，熔覆層無裂紋、氣孔、未熔合等缺陷；
2、熔覆層厚度達(dá)到0.6MM；
3、熔覆效率不低于0.4平米/小時(shí)；
4、熔覆的材料的耐蝕、耐磨等性能達(dá)到煤礦行業(yè)立柱使用要求。
立柱外圓面激光修復(fù)技術(shù)方案
a) 立柱外圓激光熔覆技術(shù)要求：
1、無肉眼可見的裂紋、夾渣、氣孔等缺陷;
2、熔覆層表面孔隙直徑不大于0.2mm，孔隙≤ 5點(diǎn)/dm2；
3、尺寸檢測：表面硬度HRC:50~55 ,表面粗糙度≤0.4μm，直線度≤ 2‰，圓柱度≤ 0.02mm；
4、無損檢測：
100%MT檢測，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)ISO17638-2003
100%UT檢測，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)ISO11666-2010
立柱外圓面激光修復(fù)技術(shù)方案：
對外圓面采用激光熔覆工藝進(jìn)行立柱外表面腐蝕修復(fù)，采用兩次激光熔覆：一、打底層熔覆（視立柱腐蝕情況而定）；二、耐腐耐磨層熔覆（立柱耐腐耐磨激光熔覆專用粉末）。
內(nèi)孔熔覆立柱
b) 內(nèi)孔修復(fù)技術(shù)要求：
1、熔覆層無氣孔、夾渣、裂紋、缺肉等缺陷；
2、尺寸至原設(shè)計(jì)公差等級ΦDH9級要求，按圖紙要求；
3、內(nèi)孔倒角處圓滑過渡，倒角6×20°；
4、與內(nèi)孔同軸度≤ 0.05mm；
5、內(nèi)孔表面粗糙度≤Ra0.4；
6、 檢測內(nèi)孔熔覆層硬度HB180 ~220。
金相測試
熔覆后用線切割沿垂直于激光掃描的方向進(jìn)行切割，切成金相試樣，研磨、拋光后，用苦味酸進(jìn)行腐蝕，然后用酒精沖洗干凈，并吹干。用金相顯微鏡觀測金相組織。
其他熔覆案例
鏈窩熔覆前 鏈窩熔覆后
軸承位及鍵位的熔覆
采煤機(jī)鉆頭截齒熔覆
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