万瓦高速激光熔覆再制造技术研究与应用
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完成单位:山东兖矿智能制造有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-1-337
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
徐凯,吴成峰,杜娜,董二景,郝静,孙培生,李阳,王世凤,黄丽秋,徐柏华
项目概况
作为液压支架的组成部件,油缸加工生产对液压支架的质量和寿命有重要影响。具统计,近几年大修油缸有关数据表明,缸筒内壁腐蚀、磨损是造成油缸失效的主要因素。由此带来了使用寿命短、维修费用大、维修周期长等问题。通过传统电镀的修复方式无法从根本上解决此类问题。为解决矿用液压支架缸筒内壁现有镀铜防腐工艺带来的不耐蚀、不耐磨造成缸筒使用寿命短、维修费用大、维修周期长等问题以及大修缸筒堆焊不锈钢焊丝防腐工艺存在焊接温度高、后续加工复杂,焊材用量大等系列问题,造成缸筒大修修复成本高和缸筒因焊接热量大导致缸筒强度降低。虽缸筒内壁采取熔焊不锈钢丝工艺防腐使用寿命理论上相较镀铜工艺长,但近年来发现采用此防腐工艺的大修外缸筒出现炸缸现象,因此缸筒内壁采取熔焊不锈钢丝工艺的使用使命还有待考证。
现缸筒内壁采用万瓦高速激光熔覆再制造技术从根本上解决了缸筒内壁因腐蚀而影响油缸使用寿命的瓶颈环节,由原来的镀铜层转变为激光熔覆层保护,实现耐蚀粉末与母材基体的冶金熔合,从而改善基层表面特性的工艺方法。内孔的高效激光熔覆,在基材表面形成一层较薄的熔覆层,使它们以熔融状态均匀地铺展在零件表层并达到预定厚度,与微熔的基体形成良好的冶金结合,并且相互间只有很小的稀释度,彻底改变材料表面性能,获得极高的耐磨、耐蚀、耐高温性能。
本项目通过从对特定万瓦高速激光熔覆设备、激光合金粉末、熔覆工艺的研究,以及对熔覆后道工序内孔高效镗削及强力珩磨技术的研究与应用入手,通过对激光熔覆合金粉末成份的对比研究、熔覆设备主要部件的选型优化、熔覆参数与熔覆效率及熔覆质量关系的研究、涂层性能与机加工各项参数对镗削刀具的影响研究、特别是熔覆后强力镗削和轻滚压技术研究、熔覆涂层各性能研究,制定一套经济高效的内孔熔覆、机加工工艺及参数,服务于内孔熔覆工艺,最终形成一套成熟、稳定的工艺流程体系。
此技术很好地解决了内孔高效加工的问题,使内孔激光熔覆的应用成本进一步降低,使用寿命进一步延长,实现油缸内壁全生命周期的免维护保养,具有显著的经济效益。仅2024年下半年油缸大修采用高效激光熔覆镀层,则半年时间可节约生产成本330万元以上,经济成本节约显著。
缸筒内壁的高效激光熔覆技术在油缸制造上获得推广应用,可使缸筒内壁防蚀伴随缸筒全生命使用周期,一劳永逸的解决内壁的锈蚀问题,大大延长了油缸使用寿命,加之熔覆和镗、磨加工效率的提高,技术成本优势明显。
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