激光熔覆在农机修复强化中的使用及研讨偏向

 西安j9九游激光     |      2022-08-05

      市场配景

  与产业机器、航空航天、汽车等高端制造范畴相比,农业机器制造总是滞后于它们。为促进农业古代化的开展,需增强激光熔覆技能在农业机器修复与强化上的使用。自创其他范畴的先辈技能研讨效果,为农业机器的修复与强化提供研讨偏向。因而,为进步农业机器在庞大的泥土情况下的牢靠性,可以从以下4个方面举行研讨:原位修复;进步耐磨性;进步耐腐化性;进步硬度。




  原位修复:农业机器的利用强度高,事情情况条件差,很多农机零部件在临时利用中处于超负荷运转的形态,因而很容易呈现塑性变形、磨损、裂纹、腐化等题目。原位修复是指对缺损的零部件举行特定的处置使其规复原有尺寸,而激光熔覆是次要的原位修复技能之一,由于其修复的零件具有不易变形、冷却速率快、精度高、功能良好等好处,曾经在农业机器修复范畴中失掉了普遍地使用。好比,齿轮部件在农机运转的历程中,会遭到较强的交变应力的影响,容易招致飞边、啃齿、变形等题目,接纳激光熔覆技能则可以使缺损的齿轮规复原有的尺寸。经过实行验证,激光熔覆修复后的齿轮不但可以正常作业,并且齿轮的抗打击功能、硬度、耐磨性等功能也失掉了较大地提拔。

  别的,轴类部件也是农业机器中常常必要修复的零部件之一。轴类部件除了会受交变应力的作用,还会遭到摩擦磨损的影响,且摩擦磨损的影响更为明显,这也是致使其破坏的次要缘故原由。农机的事情情况较为恶劣,外部的转轴在临时旋转历程中,高硬度的泥沙颗粒渗透此中构成磨损,从而形成地区性深度划痕,划痕加强磨粒的作用,进而加剧毁伤历程,构成恶性循环。使用激光熔覆技能对轴承举行原位修复,可以弥补划痕并规复转轴的外表形貌。激光熔覆技能所制备的涂层的厚度较薄,作业职员能无效地对熔覆涂层举行厚度控制,从而包管被修复零部件的多少公役和尺寸精度。




  进步耐磨性:农业机器中的磨损一样平常分为粘附磨损和磨粒磨损,此中磨粒磨损是最罕见的。磨粒磨损是零部件外表与绝对较硬的磨料颗粒产生摩擦呈现的磨损。在耕耘历程中间接打仗的泥土或沙粒都市形成严峻的磨损。进步耐磨性的熔覆质料有许多,此中铁基熔覆质料是农业机器范畴内使用最多最普遍的一种。铁基合金因与农机零部件基材身分相近,有精良的冶金联合,且涂层具有较高的耐磨性、较低的本钱,失掉了普遍地使用。单铁基合金也存在熔点高、合金自熔性差、抗氧化性差、活动性欠好、气孔夹渣较多等缺陷。厥后为了改进铁基合金,添加B和SI元素的Fe基自熔性合金能进一步提拔耐磨功能。别的,在熔覆质料中参加稀土元素能改进熔覆涂层的耐磨功能。将熔覆合金粉末按化学身分CeO2配比举行机器混淆,在钢基体外表制备熔覆涂层,失掉的熔覆层原位反响天生陶瓷硬质相,构造致密,无气孔和裂纹,耐磨功能失掉明显进步。稀土元素能明显改进熔覆层的显微布局,细化枝晶构造,此中掌握公道的稀土元素添加量是要害,稀土元素的过量添加才干包管熔覆层耐磨功能的无效进步。




  进步耐腐化性:农业机器耕耘部件常常在农药、化肥、无机肥等湿润且具有腐化性情况中事情,从而减速农机具的破坏。激光熔覆粉末身分将间接影响熔覆层的耐腐化性,在耐腐化功能的研讨探究中,镍基自熔性合金粉末在激光熔覆质料中的研讨最为突出,广泛使用于部分要求耐腐化构件的修补。随着研讨的深化,学者们发明在熔覆历程中外场条件的添加和控制对熔覆层耐腐化功能有明显的影响。在45钢外表激光熔覆制备Fe60合金涂层,外加机器振动和磁场的复合场安装举行帮助,在复合场作用下涂层中Fe-Cr固溶体含量失掉无效提拔,明显进步了涂层的耐腐化性,为进一步优化激光熔覆强化农机的工艺提供了引导偏向。




  进步硬度:因泥土下会存在较大型的石块和动物根茎,旋耕刀、圆盘耙这类耕耘部件在翻耕犁地的历程中大概会遇到大的打击而遭到侵害,这就对农业机器的硬度有更高的要求。有学者以45钢为基体质料,在硬度方面上对Fe60合金和Ni60合金的熔覆层举行了比力研讨。在划一激光功率及送粉量的条件下,Ni60合金熔覆涂层的硬度较高,但存在较多的裂纹缺陷,而Fe60合金联合区硬度高,全体硬度散布陡峭,构成精良的冶金联合,且无分明缺陷,与镍基合金相比力,铁基合金粉末综合功能抱负,更合适45钢的激光熔覆外表处置。厥后,对Fe60合金的熔覆层的微观构造和功能举行了进一步的研讨,单道熔覆的Fe60合金熔覆层构造次要由等轴晶、富含Ni、Cr、Si的枝状晶和柱状晶构成。得当的激光熔覆工艺控制完成了熔覆层疾速熔化、疾速凝结,构成非均衡、亚结晶形态的枝状共晶构造,Si原子的固溶强化和激光处置后构造的细晶强化作用,构成了平整、致密、热影响小的优质熔覆层,明显进步了涂层硬度。




  激光熔覆硬质相颗粒比年来遭到人们的普遍存眷,硬质相颗粒包罗WC,NbC,TiC,Tac和Vc等。WC颗粒的参加对进步基体的显微硬度有正的作用。Ma等利用激光熔覆技能制备了Ni60/WC复合涂层,涂层具有共晶构造特性,而且具有高硬度。硬质加强的金属基复合涂层由于兼具高的硬度和肯定的塑性应变才能,已被普遍使用于具有磨损工况的各种机器零件外表。




  激光熔覆技能颠末近半个世纪的研讨,在高端制造范畴曾经积聚了少量的实行数据和底子实际。而由于农业机器本身的特点、事情工具的庞大性,其制造、修复和强化手腕要滞后于高端制造范畴。因而,激光熔覆技能在农业机器修复强化的研讨与使用起步较晚,根本处于涂层质料制备工艺和耐磨耐蚀防护功能的低级研讨阶段。

  为完成激光熔覆技能在农业机器修复强化范畴的推行使用,以后可以从以下三个偏向举行研讨:

  1.自创高端制造业行业积聚的研讨效果,联合农业机器修复强化的实践消费情况,,改动农业机器设计与制造程度低、开展速率慢的近况。

  2.研发实用于农业机器修复与强化的新型复合质料粉末。在已有的质料系统上,联合农业机器的特点,设计出合适差别工况的优质熔覆质料粉末系统。

  3.激光熔覆是多种工艺参数配合作用下的后果,选择符合的工艺参数组合才干取得最佳功能的熔覆涂层。因而,研讨工艺参数的优化设计有其十分紧张的实践意义。




  只管现在激光熔覆技能在农业机器修复与强化的使用还存在肯定的难,但可以信赖,在科研事情者的通力合作[tōng lì hé zuò]下,在不久的未来,激光熔覆技能可以走出实行室,普遍使用于农用机器修复与强化范畴,为我国的农业机器化历程提供了强无力的保证。

  泉源: 焊接之家