激光表面再制造（熔覆修复、增材制造）

激光表面再制造（熔覆修复、增材制造），是采用高能量激光作为热源，合金粉末作为覆材，通过激光辐照合金粉末同步作用于工件表面快速熔化形成熔池，再快速凝固形成致密、均匀并且厚度可控的冶金结合层，熔覆层具有可调制的特殊物理、化学和力学性能，从而达到修复工件表面尺寸、强化延长使用寿命的效果。

技术的优势

1）可在廉价、易加工的基体表面选择性的制备高性能的熔覆层，且熔覆层成分与性能极少受基体材料成分的稀释。

2）冷却速度高达10＾6℃／S，得到的熔覆层组织晶粒更加细小，组织致密，硬度更高，耐磨性、耐腐蚀性更好。

3）激光加工柔性好，方便加工常规方法难以加工的部位（槽沟、内孔壁等），运动精度可控，方便加工形状复杂的轮廓表面，可实现选区精准熔覆修复，后续加工少。

4）热影响区小，变形小，稀释率≤5％。

5）熔覆层厚度、形状可根据工况要求精准控制，与基材冶金结合。

6）过程可控制，易于实现自动化，对环境无污染，噪声低，工作条件舒适。

7）为废旧零件再制造延长使用寿命“变废为宝”提供了新途径。

应用背景

目前，机器因关键零部件失效造成装备故障损失较大，价值超万亿元，其中80％以上失效是因零件表面局部磨损、腐蚀等引起，而激光表面强化及再制造与制造新产品相比，可节能60％，节材70％，节约成本50％，几乎不产生固体废物，大气污染物排放量降低80％以上。激光再制造有利于形成“资源－产品－废旧产品－再制造产品”的循环经济模式，绿色制造。

应用行业

激光熔覆修复应用涉及的领域有冶金、电力、石油、化工、船舶、机车、煤机、汽车等国民经济支柱行业。根据不同装备的使用工况环境，激光表面再制造（熔覆修复、增材制造）加工主要提高金属零部件的耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化等性能，不仅能让已失效的零件恢复使用，且能显著延长新零件的使用寿命。

冶金行业

轧机牌坊——在线激光熔覆

材料：铸钢

工况：长期的高压力滑动磨损和腐蚀，造成与滑板接触面疲劳失效、尺寸超差。

加工后情况：滑板接触面激光熔敷高耐磨钴基合金，硬度28－40HRC。

使用效果：恢复尺寸、耐磨，好钢用在刀刃上，大大提升寿命，寿命8－10年。

煤机行业

液压立柱——高速激光熔覆

材料：27SiMn／42CrMo

效率：0.6－1.2㎡／小时

功率：6－10kw

加工前硬度：217HBS（HRC超下限）

加工后硬度：45－50、53－58HRC（材料可选择）

使用效果：熔覆厚度0.2－1mm，表面粗糙度Ra 6.5－7.5um。

交通运输行业

推进器芯轴——激光熔覆修复

材料：不锈钢

加工前硬度：HRC30

加工后硬度：HRC35－40

修复效果：恢复尺寸，同质、异质修复。

石油化工行业

油缸套筒——内孔激光熔覆修复

材料：42CrMo

加工前硬度：HRC30

加工后硬度：HRC35－45

再制造效果：恢复尺寸，同质、异质修复。

机械行业

内圈座激光熔覆

材料：40Cr

加工前硬度：HRC30

加工后硬度：HRC35－45

再制造效果：提高表面耐磨，耐蚀性能。

与传统埋弧焊、电弧焊等修复手段相比，激光熔覆具有稳定性高、热变形小、质量好、工艺多样化、加工成本低等优势。通过激光熔覆再制造后的产品质量稳定可靠，有效的延长了使用寿命，取得了良好的经济和社会效应。

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