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高速激光熔覆优势
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高速激光熔覆优势

自高速激光熔覆技术推出以来,我公司已与众多科研机构、煤机、喷涂等行业客户形成合作如浙江大学、复旦大学、山东能源、神华能源等,在冶金、工程机械、造纸、模具等行业众多客户在密切推进中。

 

合作:

自高速激光熔覆技术推出以来,我公司已与众多科研机构、煤机、喷涂等行业客户形成合作如浙江大学、复旦大学、山东能源、神华能源等,在冶金、工程机械、造纸、模具等行业众多客户在密切推进中。

1. 设备优势

合金粉末均由中物力拓自行研发制造,采用高超声速真空气雾化制粉技术装备,可根据客户需求定制不同性能的合金粉末。

高速激光熔覆设备核心部件均由中物力拓自主研发制造,保证设备的稳定性及高效率,国内少有的一机双工位生产,为用户节省了成本及增效。

 

2. 技术优势

高速激光熔覆技术具有如下技术优势:

涂层与基体为牢固的冶金结合;

加热和冷却速度快,涂层组织致密;

基体热变形和稀释率小。

高速激光熔覆再制造立柱实际使用寿命至少为电镀修复立柱实际使用寿命的 5倍。激光熔覆再制造立柱的性能远高于电镀修复立柱性能的原因在于:

①激光熔覆层与立柱基体是牢固的冶金结合层;

②在成分和组织方面经过专门设计的激光熔覆不锈钢 涂层组织致密,无裂纹和气孔;

③熔覆层厚,强韧性好 。

高速激光熔覆技术具有很好的耐腐蚀、耐磨和抗冲击性能,而电镀镀层与立柱基体结合强度低,镀层中微裂纹和针孔多,耐腐蚀和耐磨损性能低 镀层薄而且脆不耐冲击 。激光熔覆的技术优势表现在以下几个方面:

1)冷却速度快(高达106K/s),属于快速凝固过程,容易得到细晶组织或产生平衡态所无法得到的新相,如非稳相、非晶态等。

2)涂层稀释率低(一般小于5%),与基体呈牢固的冶金结合或界面扩散结合,通过对激光工艺参数的调整,可以获得低稀释率的良好涂层,并且涂层成分和稀释度可控;

3)热输入和畸变较小,尤其是采用高功率密度快速熔覆时,变形可降低到零件的装配公差内。

4)粉末选择几乎没有任何限制,特别是在低熔点金属表面熔敷高熔点合金;

5)熔覆层的厚度范围大,单道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm,

6)能进行选区熔敷,材料消耗少,具有卓越的性能价格比;

7)光束瞄准可以使难以接近的区域熔敷;

8)工艺过程易于实现自动化。

 

 

 

3. 竞争优势

1. 粉末是高速激光熔覆的核心,中物力拓重点开发适合高速激光专用的各类合金粉末,解决了高速激光熔覆过程中存在缺陷,我们注重具体的熔覆工艺及材料应用,以整体技术装备及工艺支持打包的形式在进行服务。

2. 在实际生产过程中,应用满足高速激光熔覆要求的专用合金粉末,在配方及粒度段、含氧量、流动性、球形度、松装密度等指标方面同常规合金粉末有本质的区别,我们根据用户的实际需求定制开发高速激光专用粉末来实现整体工艺的完整性。

3. 高速激光熔覆批量化生产追求的是高效、高质量,较低成本运行的原则,我们通过长达12个月的实际生产及工艺改进、反复论证,4000瓦的激光器既能满足大型工件的熔覆,也能满足小型零件的熔覆加工。

 

4. 市场优势

我国传统的工业制造加工或者再修复,往往都需要通过电镀技术。电镀技术虽然曾一度在金属表面防护、装饰加工等方面发挥了很大的作用,并且在电子工业、通信、军工航天等领域也有大量的功能性电镀技术应用,但其长期以来带来的污染问题让许多制造企业头疼不已。

我国是世界上的煤矿液压支架生产国,不仅满足国内各煤矿使用,而且出口美国、德国、澳大利亚、俄罗斯、印度、东南亚等国。然而液压支架的核心部件立柱、千斤顶均需要进行表面防腐和耐磨等处理,在制造和维修两个方面每年需要处理的量有近百万平方米之多,这对于企业成本而言也是一个极大的负担。“在煤机液压支架的再加工方面,传统电镀工艺给企业带来的环保压力非常大,并且使用电镀技术镀层在质量、性能以及大修周期、修理费用等使用后期的成本维护方面也存在许多缺陷。采用高速激光熔覆技术直接对机械表面进行合金化涂层加工,普通的激光熔覆技术速率是0.5—2米/分钟,而高速激光熔覆技术可达到10—40米/分钟,镀层速度至少提高了50倍。高速激光熔覆技术的另一个优点是:目前可以在零件表面制备大规模的同成分涂层,这将有可能生产出在生命周期内不会磨损的创新零件。

目前,宁波中物力拓超微材料有限公司已经研制出国内性能非常成熟的高速激光熔覆设备,针对煤机液压支架立柱表面的耐腐蚀涂层制备技术进行工艺研发。该技术以超越传统激光熔覆4倍以上的效率在零件基体上制备了不同厚度的耐腐蚀涂层,已经通过标准盐雾试验测试(GBT 10125-2012),耐腐蚀性评级达到国标(GB_T6461-2002)9级水平。

产品升级和制造技术提升、淘汰落后技术。高速激光熔覆技术在高质量性能基础上的高效率、成本适中和制造过程中的绿色环保,以及技术今后的拓展空间让市场有了更合理的选择。高速激光熔覆在增材制造、零件再制造以及复合性能材料研发、高端零件价值性能提升和降低成本等方面都有着广阔的应用前景,将进一步提升我国制造行业的水平。

从消费区域来看,我国镀硬铬地区主要集中在长三角、珠三角和环渤海,均是我国经济发达的地区。这些区域市场需求平均增长率仍保持在13%以上,而其中一些特殊用途新材料和高端材料的需求增长率远远高于这个速度。如二十世纪九十年代以来,仅活塞液压行业表面处理的需求一直保持30%以上的年增长速度,东南亚的需求年递增约40%。

 

2008-2016年我国机械表面涂层加工消费量统计分析

从消费行业及需求结构来看,目前我国的代替镀硬铬的应用主要集中在煤炭装备、工程机械、船舶修造、五金加工设备等产业。其中,煤机修造及工程机械的需求占总消费需求的70%以上;随着高速激光熔覆技术的推广并普及,市场对高速激光熔覆快速代替镀硬铬的需求将呈现爆发性增长趋势。

近几年激光熔覆和其他几种表面涂层新技术快速发展,寻找绿色无污染又高效高质量的金属表面涂层技术已成为影响其发展速度的主要因素。目前我国机械表面电镀需求产值突破170亿元,特别是煤机油缸和液压杆(轴)的激光熔覆代替电镀市场,已超过50亿元规模。

高速激光熔覆市场分析

高速激光熔覆是目前世界上高效及先进的表面合金化加工工艺,具有涂层质量高、生产效率高、结合强度高、材料利用率高、热变形量小的诸多优点;随着环保对电镀行业的不断严管及取缔,工业机械零部件的电镀市场巨大,导致多数机械生产及修造厂家无法满足正常生产,高速激光熔覆不仅可以迅速替代电镀工艺,从涂层质量及寿命几个方面去比较,激光熔覆后的机械零部件,使用寿命是电镀的2~5倍,生产成本比电镀率高,中国在大型装备方面均有零部件需要做表面强化处理,仅煤机液压支架的替代电镀市场在国内有100亿元以上,工程机械活塞杆、油缸等产品均需要电镀,高速激光仅在替代电镀领域在陕西、山西、内蒙、江苏省,上海,安徽,山东等地有超过30亿元/年的产值。激光熔覆还应用于船舶机械的修复再制造,浙江舟山、宁波、象山、台州、 江苏泰州及南通等地的航运船舶修造具有较大市场,长江沿线的货船,运河货船的修复均需使用到激光熔覆技术,湖南长株潭、江苏徐州工程机械及浙江温州、江苏盐城等地的阀门制造,使用到表面涂层加工的零部件数量多,种类广泛,仅江苏省境内的机械表面涂层加工及再制造市场容量有10亿元以上,江苏常州、无锡等地的液压件制造产业集群发达,每年生产的活塞杆、油缸、钢套等产品均需要采用电镀硬铬、随着沿长江经济带环保的严查、诸多电镀厂均已关停,苏锡常地区的液压行业年产值超过10亿元,每年电镀的费用高达4亿元以上,采用高速激光熔覆工艺代替传统镀硬铬势在必行。。

据新兴产业布局统计数据,目前全国激光熔覆需求量有1000亿以上,未来十年,替代电镀的批量零件加工将快速增长,预计到2025年全国快速激光熔覆加工产将超2000亿元,到2025年中国代替镀硬铬的市场容量将达到3500亿元;特种零件表面防护涂层加工的市场容量将达到5000亿元以上,比如石油炼化的防腐涂层处理,化工及煤化工的零部件防腐处理,塑料机械、模具、耐磨件的表面涂层加工,船舶修理,印刷,纺织,钢铁,工程机械等领域的机械零部件修复及再制造加工市场容量巨大,预计到2025年国内在上述领域的产值将达到10000亿元关口。

 

5. 服务优势

根据不同使用要求,中物力拓可为客户定制表面涂层不同的解决方案,对设备使用方技术工人进行系统的技术工艺培训,从基本操作到如何选择材料,熔覆工艺的掌控及疑难问题的解决方案。

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