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激光熔覆技术在矿业设备应用

激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术,具有广泛的应用领域。其目的是在基体材料表面生成具有高硬度、耐磨损、耐腐蚀、热障碍等的功能层,从而达到表面改性或修复的目的,与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比,激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点,因此,激光熔覆技术应用于矿山机械再制造前景十分广阔。

高损耗,矿山机械设备在技术和性能上有待提高

目前,我国已是矿山机械的生产大国、消费大国和进口大国。矿山机械是对应用于矿山的建井、采掘、矿井提升运输、破碎、磨矿、筛分、洗煤、选矿、焙烧等各类设备的总称。其量大面广,且使用工况恶劣,零件表面磨损、磨蚀和划伤严重,据有关数据统计,全球约有1/3~1/2的能源被消耗在摩擦上,由于摩擦导致的磨损失效占设备损坏的70%-80%,每年损失都在上千亿美元。特别是在高速、高温、高压等条件下工作的零件,往往会因其表面磨损而造成零件报废,导致设备停用。

另外,矿山机械的特点是体积庞大、价格昂贵、装卸困难,而且保养维修工作量大,因此在设备因磨损损坏而停止运行时,会造成巨大的经济损失。如若改进耐磨材料提高零部件加工精度,改善设备结构的可靠性,将可以推迟设备磨损的期限。因此,开展矿山机械再制造或升级改造加工势在必行。

抗磨损,激光熔覆技术应运而生

为了解决矿山机械零部件磨损和腐蚀严重的问题,激光熔覆技术应运而生。该技术是一种经济效益很高的新技术,它可以在廉价金属基材上制备出高性能的合金表面而不影响基体的性质,既降低了成本,又节约了贵重稀有金属材料。

与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比,激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点。

采用激光熔覆技术,可以对采煤机及掘进机截齿、综采液压支架不锈钢立柱、刮板机、齿轮传动箱中的失效零件进行再制造,特别是在截齿端部锥面及刮板机易磨损部位制备了冶金结合、硬质点和高韧性金属材料复合的激光强化覆层,使其平均使用寿命得到大幅提高。


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