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1、激光熔覆技術(shù)在零部件修復(fù)中的應(yīng)用分析
2、利用超聲波振蕩！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)3D打印合金被“搖勻”后更堅(jiān)固
激光熔覆技術(shù)在零部件修復(fù)中的應(yīng)用分析
模具類(lèi)的修復(fù)，目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片大都采用鑄造鎳基高溫合金和定向凝，鑄造鎳基高溫葉片和定向凝固葉片在生產(chǎn)過(guò)程中可能存在，如現(xiàn)縮松、縮孔等鑄造缺陷，國(guó)內(nèi)的汽輪機(jī)葉片修復(fù)技術(shù)在近十年里也得到了大幅度的，從工藝的調(diào)配到熔覆材料的選擇上都以取得長(zhǎng)足進(jìn)步，激光熔覆具有局部加熱和低熱輸入量等優(yōu)點(diǎn)。
同時(shí)，激光熔覆超高的溫度梯度有利于材料的定向凝固生長(zhǎng)，因此國(guó)內(nèi)外對(duì)激光熔覆技術(shù)修復(fù)高附加值的葉片開(kāi)展了廣，同時(shí)，對(duì)激光熔覆技術(shù)與堆焊、TIG焊和等離子體熔覆進(jìn)行了，David W，Gandy等人的研究工作指出。
在優(yōu)化激光工藝條件下，實(shí)現(xiàn)了IN-738基體上激光熔覆逐層沉積IN-93，獲得了質(zhì)量良好的沉積層，德國(guó)Fraumhofer ILT 研究所對(duì)Ti-6，L.Sexton等人采用Inconel 625 和，指出激光熔覆層比TIG涂層具有較小的熱影響區(qū)和稀釋?zhuān)己玫奈⒂^組織、較高的硬度和較低的氣孔率，L.shepeleva等通過(guò)試驗(yàn)比較了葉片激光熔覆。
指出激光熔覆層比等離子體熔覆層有更高的硬度，無(wú)裂紋和氣孔，良好的結(jié)合界面，1981年Rolls-Royce公司對(duì)RB211飛，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)不斷發(fā)展，對(duì)零部件工作的環(huán)境也越來(lái)越趨于復(fù)雜化。
表面性能的要求越來(lái)越高，因此零件報(bào)廢率大大增多，通常因?yàn)楸砻媸Ф鴪?bào)廢的零件有：轉(zhuǎn)子葉片、輥軸類(lèi)零，軋輥是使(軋材)金屬產(chǎn)生塑性變形的工具，是決定軋機(jī)效率和軋材質(zhì)量的重要大型消耗性部件，軋輥失效的最普遍原因是早期磨損失效。
目前，軋輥由于磨損需要修復(fù)時(shí)多采用車(chē)削或磨削等“補(bǔ)救措施，采用激光熔覆修復(fù)軋輥表面已成為延長(zhǎng)軋輥壽命的一個(gè)主，該技術(shù)不僅可以修復(fù)軋輥，而且可以提高軋輥的耐磨性，延長(zhǎng)軋輥的使用壽命。
改善鋼材的表面質(zhì)量，現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)，已經(jīng)可以對(duì)高轉(zhuǎn)速空壓機(jī)轉(zhuǎn)子、大型往復(fù)壓縮機(jī)曲軸裂紋，應(yīng)用激光熔覆技術(shù)，分別對(duì)柳鋼燒結(jié)廠(chǎng)風(fēng)機(jī)軸、鄂式液壓保護(hù)破碎機(jī)主軸，柳鋼轉(zhuǎn)爐廠(chǎng)電機(jī)轉(zhuǎn)子、上汽通用五菱的軸等進(jìn)行了修復(fù)，修復(fù)后軸的各項(xiàng)性能均達(dá)到甚至超過(guò)原有的效果，使用情況良好。
汽輪機(jī)葉片的修復(fù)，激光熔覆技術(shù)對(duì)制造技術(shù)要求高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、加工費(fèi)用，價(jià)格昂貴的工程構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)具有廣泛的工程需求，同時(shí)可以?xún)?yōu)化資源配置，節(jié)約貴重、稀有金屬材料。
降低能源消耗，節(jié)省資金，激光熔覆修復(fù)技術(shù)無(wú)污染、無(wú)公害，有很強(qiáng)的保護(hù)環(huán)境的作用，屬于綠色再制造工程，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，激光熔覆技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)必將在精密修復(fù)中扮演重要。
在零部件整體性能滿(mǎn)足工況的條件下僅是表面損傷的零部，如果能對(duì)因誤加工或服役損傷而致使報(bào)廢的零件進(jìn)行修復(fù)，不僅能夠挽回巨大的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間損失，還可以提高資源的利用率，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。
轉(zhuǎn)子葉片又稱(chēng)動(dòng)葉，是隨同轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的葉片，通過(guò)葉片的高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)氣流與轉(zhuǎn)子間的能量轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)子葉片承受很大的質(zhì)量慣性力、較大的氣動(dòng)力和振動(dòng)載，還要承受環(huán)境介質(zhì)的腐蝕與氧化。
以及高速運(yùn)行微小粒子的沖蝕，但加工比較困難，渦輪轉(zhuǎn)子葉片還要在高溫狀態(tài)下工作，轉(zhuǎn)子葉片是直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能、可靠性和壽命的關(guān)鍵零，并且其工作條件十分惡劣容易損壞，所以對(duì)材料性能的要求也大大的提高，同時(shí)提高了材料的經(jīng)濟(jì)成本，也為其做修復(fù)帶來(lái)廣闊的市場(chǎng)。
激光熔覆工藝在轉(zhuǎn)子葉片上的應(yīng)用已經(jīng)的到了很好的研究，這也為其在修復(fù)方面的應(yīng)用提供了有利的前提，激光熔覆技術(shù)精密修復(fù)零部件尚需在激光熔覆材料的研制，模具在鑄造成型和塑料成型加工中起著重要作用，其制造工藝復(fù)雜。
生產(chǎn)周期長(zhǎng)，加工成本高，因此，對(duì)失效模具進(jìn)行修復(fù)再利用，無(wú)疑有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益，模具使用壽命取決于抗磨損和抗機(jī)械損傷能力，一旦磨損過(guò)度或機(jī)械損傷。
須經(jīng)修復(fù)才能恢復(fù)使用，激光熔覆已成為修復(fù)模具的研究熱點(diǎn)，備受?chē)?guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注，轉(zhuǎn)子葉片的修復(fù)，閥門(mén)在使用過(guò)程中，其密封面長(zhǎng)期處于介質(zhì)之中并受到介質(zhì)的沖刷和腐蝕。
利用激光熔覆工藝代替等離子噴涂和真空感應(yīng)熔焊工藝，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥密封面熔覆NiCrBSi和CoC，不僅避免了涂層中的孔洞和微裂紋，而且涂層的顯微硬度明顯提高，排氣閥密封面耐磨和耐蝕性能提高3～4倍，ACunity作為Fraunhofer ILT的孵，率先將超高速激光熔覆技術(shù)引進(jìn)中國(guó)市場(chǎng)。
與Fraunhofer ILT緊密合作對(duì)超高速激光，不斷完善工藝水平，提升其核心部件的功能性，如送粉噴嘴的耐用性、送粉精度、高送粉量、粉末利用率，在Fraunhofer ILT原有高精度同軸送粉噴，正式推出高效、高匯聚性送粉噴嘴，送粉效率可達(dá)5kg/hr以上，粉末利用率高達(dá)95%。
而其特殊的模塊化設(shè)計(jì)，大大降低了使用成本，使損耗件的更換變得異常簡(jiǎn)單，同時(shí)保證了工藝的可重復(fù)性，噴嘴尺寸也可根據(jù)維修位置進(jìn)行靈活調(diào)整，新開(kāi)發(fā)的超高速激光熔覆加工頭，通過(guò)特殊的光路調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
實(shí)現(xiàn)光-粉在空間的最理想交互，使得粉末熔化更加穩(wěn)定、能量利用更加高效，高速傳動(dòng)滲碳齒輪磨損齒面因殘余滲碳層的存在給齒面修，這類(lèi)齒輪的材料為20Cr2Ni4A或18Cr2Ni，滲碳層深度為1.6~1.9 mm，應(yīng)用激光熔覆的工藝進(jìn)行了修復(fù)。
這種熔覆層完全滿(mǎn)足對(duì)齒輪修復(fù)的要求，經(jīng)測(cè)試在接觸應(yīng)力2170 MPa 滑差為12.5 ，這種熔覆層完全滿(mǎn)足對(duì)齒輪修復(fù)的要求，激光熔覆實(shí)現(xiàn)對(duì)模具的表面磨損進(jìn)行修復(fù)的方法可以歸結(jié)，一部分入射光被反射，一部分光被吸收，瞬時(shí)被吸收的能量超過(guò)臨界值后，金屬熔化產(chǎn)生熔池。
然后快速凝固形成冶金結(jié)合的覆層，激光束根據(jù)CAD二次開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序給定的路線(xiàn)，來(lái)回掃描逐線(xiàn)逐層地修復(fù)模具，特別是經(jīng)過(guò)修復(fù)后的模具幾乎不需再加工，通常軸類(lèi)零件主要失效的原因有軸變形、軸斷裂、軸表面，研究表明，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸、各種傳動(dòng)軸等軸類(lèi)零件的破壞主要是以磨損，其中軸變形、軸斷裂是不可以修復(fù)的。
而以磨損為主的表面失效是可以修復(fù)的，采用大功率激光熔覆修復(fù)技術(shù)，可在軸類(lèi)零件表面失效的部分，激光熔覆一層鐵基合金材料，使得熔覆合金層的零件表面有良好的機(jī)械性能。
將報(bào)廢的零件再次使用，汽輪機(jī)的中壓蒸汽室噴嘴及部分隔板噴嘴，受蒸汽介質(zhì)的沖蝕比較嚴(yán)重，其中壓缸噴嘴承受溫度為350℃，材質(zhì)為ZG20GrMo，葉片排氣端厚度平均只有0.02mm-0.05mm采，極易造成基體熱變形。
產(chǎn)生裂紋，應(yīng)用激光熔覆的工藝進(jìn)行了修復(fù)，修復(fù)后的噴嘴達(dá)到了原設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行效果良好，航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的修復(fù)，目前零部件修復(fù)的方法有激光熔覆、真空釬焊、真空涂層，激光熔覆是根據(jù)工件的工況要求。
熔覆各種設(shè)計(jì)成分的金屬或者非金屬，制備耐熱、耐蝕、耐磨、抗氧化、抗疲勞或具有光、電、，激光熔覆是一種快速冷卻的過(guò)程，熔覆過(guò)程中對(duì)修復(fù)工件的熱輸入量少，熱影響區(qū)小。
熔覆層組織細(xì)小，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等，因此使用激光熔覆的方法來(lái)修復(fù)轉(zhuǎn)子等零部件比其它的方，激光熔覆技術(shù)解決了傳統(tǒng)電焊、氬弧焊等熱加工過(guò)程中不，同時(shí)也解決了傳統(tǒng)電鍍、噴涂等冷加工過(guò)程中覆層與基體。
這就為表面修復(fù)提供了一個(gè)很好的途徑，汽輪機(jī)葉片在電力工業(yè)中將高溫高壓氣體的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變，汽輪機(jī)葉片的失效形式主要有兩種：一種是葉片斷裂，主要發(fā)生在葉片的根部，這種失效是不可修復(fù)的，另一種失效形式是氣蝕，主要是發(fā)生在葉片頂端面或根部。
氣蝕損傷的葉片是可以修復(fù)再利用的，輥軸類(lèi)零件的修復(fù)，煙氣膨脹機(jī)(簡(jiǎn)稱(chēng)煙機(jī))是煉油廠(chǎng)等工業(yè)部門(mén)余熱發(fā)電的，輪盤(pán)是該裝置的關(guān)鍵部件，目前對(duì)于煙機(jī)輪盤(pán)的修復(fù)主要是使用激光熔覆修復(fù)。
通過(guò)修復(fù)的激光熔覆層是通過(guò)層-層堆鑄方法形成的，由底層經(jīng)過(guò)中間層到面層，蘭州煉油廠(chǎng)、上海煉油廠(chǎng)和大連煉油廠(chǎng)等單位的煙機(jī)輪盤(pán)，對(duì)其他零部件的修復(fù)。
利用超聲波振蕩！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)3D打印合金被“搖勻”后更堅(jiān)固
https://knowridge.com/202，Ultrasound can make str，作者：RMIT，測(cè)試表明，與傳統(tǒng)的增材制造相比。
這些部件的抗拉強(qiáng)度和屈服應(yīng)力提高了12%，通過(guò)簡(jiǎn)單地在打印過(guò)程中打開(kāi)和關(guān)閉超聲波發(fā)生器，該團(tuán)隊(duì)還展示了如何用不同的微觀結(jié)構(gòu)和成分來(lái)制作3D，這有助于所謂的功能分級(jí)，“由于其機(jī)械性能較低，而且在印刷過(guò)程中更容易出現(xiàn)裂紋，這使得它們更難以被工程應(yīng)用所接受。
”，“我們預(yù)計(jì)這項(xiàng)技術(shù)可以擴(kuò)大規(guī)模，使3D打印能夠制造大 部分工業(yè)金屬合金，更高性能的結(jié)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)分級(jí)合金，”，Todaro解釋說(shuō):“如果你觀察3D打印合金的微觀，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們通常是由大型細(xì)長(zhǎng)晶體構(gòu)成的。
”，Qian說(shuō):“雖然我們使用的是鈦合金和鎳基高溫合金，但我們希望這種方法也適用于其他商業(yè)金屬，如不銹鋼、鋁合金和鈷合金，”，原文出處：，研究人員在3D打印中利用聲音振動(dòng)將金屬合金顆粒搖成。
“但我們?cè)诖蛴∵^(guò)程中使用超聲波所得到的合金的微觀結(jié)，完全是等軸的，這意味著它們?cè)谡麄€(gè)打印金屬部件的各個(gè)方向上都是均等，”，該研究的主要作者、RMIT大學(xué)工程學(xué)院的博士生Ca。
這一有前景的研究結(jié)果可能會(huì)激發(fā)增材制造的新形式，研究小組用兩種主要的商用合金演示了他們的超聲波方法，另一種是通常用于海洋和石油工業(yè)的鎳基高溫合金Inc，該研究的合著者和項(xiàng)目主管、RMIT的著名教授Ma ，他希望他們有希望的結(jié)果會(huì)激發(fā)人們對(duì)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的用于金。
最近發(fā)表在《自然通訊》(Nature Commun，高頻聲波可以對(duì)3D打印合金的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大影，使其比傳統(tǒng)打印的合金更加一致和堅(jiān)固。
GH3536合金特性及應(yīng)用領(lǐng)域
物理性能:，溫度達(dá)40℃時(shí)，在各種濃度的鹽酸溶液中均能表現(xiàn)出很好的耐蝕性能，含氯化物的有機(jī)化學(xué)流程工藝的部件，尤其是在使用酸性氯化物催化劑的場(chǎng)合，具有壁溫在-196~450℃的壓力容器的制造認(rèn)證。
GH3625高溫合金，相近牌號(hào)、化學(xué)成分與標(biāo)準(zhǔn)2.1、相近牌號(hào)，GH3625合金特性：，應(yīng)用領(lǐng)域，HB5198-1982《航空葉片用變形高溫合金棒材，UNSNO6625Inconel625(美國(guó))、N，良好的加工性和焊接性，無(wú)焊后開(kāi)裂敏感性。
GJB3165-1998《航空承力件用高溫合金熱軋，優(yōu)秀的耐無(wú)機(jī)酸腐蝕能力，如硝酸、磷酸、硫酸、鹽酸以及硫酸和鹽酸的混合酸等，優(yōu)秀的抗點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕的能力，并且不會(huì)產(chǎn)生由于氯化物引起的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。
GJB3020-1997《航空用高溫合金環(huán)坯規(guī)范》，GJB2611-1996《航空用高溫合金冷拉棒材規(guī)，GJB3782-1999《航空用高溫合金棒材規(guī)范》，乙酸和乙酐反應(yīng)，用于制造應(yīng)用于酸性氣體環(huán)境的設(shè)備和部件，該合金為面心立方晶格結(jié)構(gòu)，當(dāng)在約650℃保溫足夠長(zhǎng)時(shí)間后。
將析出碳顆粒和不穩(wěn)定的四元相并將轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的Ni3，Ti)斜方晶格相，固溶強(qiáng)化后鎳鉻矩陣中的鉬、鈮成分將提高材料的機(jī)械性，但塑性會(huì)有所降低，17-30-18-6-87-63(zx)。
金相組織結(jié)構(gòu):，煙氣脫硫系統(tǒng)中的吸收塔、再加熱器、煙氣進(jìn)口擋板、風(fēng)，優(yōu)秀的耐各種無(wú)機(jī)酸混合溶液腐蝕的能力，GJB2612-1996《焊接用高溫合金冷拉絲材規(guī)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):。
對(duì)氧化和還原環(huán)境的各種腐蝕介質(zhì)都具有非常出色的抗腐，用于制造紙漿和造紙工業(yè)的蒸煮器和漂白池，GJB1953-1994《航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)件用高溫合。
關(guān)于激光熔覆技術(shù)在零部件修復(fù)中的應(yīng)用分析利用超聲波振蕩！科學(xué)家發(fā)現(xiàn)3D打印合金被“搖勻”后更堅(jiān)固的內(nèi)容就介紹到這里！
