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半导体激光智能化装备研制及工程应用

2013-06-17 11:12
林契于宸
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  图7汽车车门模具,模具材料为7CrSiMnMnV。该模具在激光淬火前进行过传统的热处理,并且采用传统的堆焊方法进行过模具改道,但是由于传统堆焊的热影响区大,导致了淬火后的模具出现了回火现象,模具的硬度下降,无法满足使用要求。该模具采用激光淬火后,硬度恢复到可使用的水平。对各种原因造成的模具硬度下降,均可采用激光淬火来提高或恢复其硬度。

                                                          图7 汽车门模具的半导体激光淬火

                                                     Fig.7 Diode laser surface hardening for automotive door Dies

  3) 电力设备

  图8所示,该发电机转子在长期使用中导致轴承部位磨损,尺寸减小,需对其进行尺寸修复。激光熔覆加工后,熔覆层硬度为HRC55-60,熔覆层无裂纹、气孔,且与基材呈冶金结合,熔覆层组织致密,耐磨性能高,经使用后表明,激光熔覆后的汽轮机转子使用寿命提高了2-3倍。

  图8 汽轮机转子半导体激光熔覆

  Fig.8 Diode Laser Cladding for steam turbine rotor

  4)冶金行业的应用

  图9所示,轧辊材料为中NiCr,经激光合金化后,表面硬度可达HV900-950,合金化层深度约为0.5-0.7mm,表面粗糙度为Ra2~3μm,使用寿命提高1-2倍。

  图9 轧辊的半导体激光合金化

  Fig.9 Diode laser alloying for roller

  3、结论

  本文研发的半导体激光表面强化及再制造装备可实现能够实现距离、温度、轨迹、处理效果的智能化控制,可高质高效地对任意复杂曲面的工件进行激光表面强化,大幅度提高工件表面的硬度和耐磨性能,延长工件的使用寿命,解决诸多传统高功率CO2激光表面强化装备无法解决的问题,并建立了典型材料的半导体激光表面淬火及熔覆的工艺数据库。该半导体激光智能化装备已经在汽车模具、石油机械、电力设备、冶金设备等行业进行了工程化应用,大幅提高了工件的寿命和生产效率,给企业带来了十分可观的综合经济和社会效益,增加了产品附加值,提高了产品的整体竞争力。
 

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