玻璃磨具激光熔覆加工是一種新型加工技術(shù)，其原理是用高能激光束照射玻璃磨具表面，使表面快速熔化，形成一層高硬度層。涂層以提高其耐磨性、耐腐蝕性和耐高溫性。







　　一、玻璃磨具激光熔覆加工原理

　　玻璃磨具激光熔覆加工的原理是利用高能激光束照射玻璃磨具表面，使表面快速熔化，形成一層高硬度涂層，提高其耐磨、耐腐蝕、耐高溫性能。激光熔覆過程中，高能激光束聚焦在玻璃磨具表面，使表面材料快速熔化并形成液池，同時(shí)添加碳化物、氮化物等高硬度涂層材料，增強(qiáng)涂層硬度。和耐磨性。在激光束的作用下，液池中的涂層材料迅速冷卻并結(jié)晶，形成高硬度涂層。







　　二、玻璃磨具激光熔覆加工特點(diǎn)

　　1、：玻璃磨具激光熔覆加工采用高能激光束，可以快速地熔化材料并形成涂層，大大縮短了所需的加工時(shí)間。

　　2、高硬度：通過添加高硬度涂層材料，使玻璃磨具激光熔覆形成的涂層具有高硬度，可顯著提高玻璃磨具的耐磨性。

　　3、耐腐蝕性強(qiáng)：涂層材料具有良好的耐腐蝕性，可以保護(hù)玻璃磨具表面免受腐蝕損壞。

　　4、耐高溫性好：由于鍍膜材料具有良好的耐高溫性，可以保護(hù)玻璃磨具在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性。

　　5、適用范圍廣：玻璃磨具激光熔覆加工適用于各種類型的玻璃磨具，如平板玻璃、曲面玻璃等。







　　三、激光熔覆加工玻璃磨具的應(yīng)用

　　玻璃磨具激光熔覆加工技術(shù)已廣泛應(yīng)用于光學(xué)、汽車、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域，下面介紹幾個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例。

　　1、光學(xué)領(lǐng)域：在光學(xué)領(lǐng)域，玻璃是常用的材料之一，但它容易磨損、腐蝕。采用玻璃磨料激光熔覆加工技術(shù)可以顯著提高玻璃的耐磨性和耐腐蝕性，延長其使用壽命。

　　2、汽車領(lǐng)域：汽車玻璃在使用過程中容易受到環(huán)境污染和摩擦損壞，采用玻璃磨具激光熔覆加工技術(shù)可以增強(qiáng)汽車玻璃的耐磨性和耐腐蝕性，提高其可靠性和安全性。

　　3、航空航天領(lǐng)域：在航空航天領(lǐng)域，高溫、高壓、高速等極端環(huán)境下使用的玻璃材料需要有更高的性能要求。采用玻璃磨具激光熔覆加工技術(shù)，可以增強(qiáng)玻璃材料的耐高溫、耐腐蝕、耐磨性能，提高其穩(wěn)定性和可靠性。







　　四、激光熔覆加工玻璃磨具的發(fā)展前景

　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，玻璃磨具激光熔覆加工技術(shù)將不斷進(jìn)步和完善。未來，該技術(shù)將在以下幾個(gè)方面得到進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用：

　　1、設(shè)備研發(fā)：進(jìn)一步開發(fā)、穩(wěn)定的玻璃磨料激光熔覆加工設(shè)備，提高設(shè)備的加工速度和可靠性。

　　2、材料創(chuàng)新：不斷探索硬度高、耐腐蝕性強(qiáng)的新型涂層材料，滿足不同領(lǐng)域的需求。

　　3、工藝優(yōu)化：優(yōu)化玻璃磨具激光熔覆工藝，提高鍍層的均勻性和致密性，降低缺陷率。

　　4、應(yīng)用拓展：將玻璃磨具激光熔覆加工技術(shù)應(yīng)用到更多領(lǐng)域，如電子、能源等領(lǐng)域，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更廣闊的空間。

油田的工作條件比較惡劣。許多金屬零件長期在重負(fù)荷下工作，伴隨著腐蝕、摩擦和磨損，導(dǎo)致其過早失效。縮短其使用壽命。停產(chǎn)檢查、更換新件，不僅增加材料成本，而且影響油田生產(chǎn)，造成多方面損失。油田許多金屬零件摩擦副的磨損間隙都在近毫米量級。但常規(guī)表面技術(shù)的處理層較薄，導(dǎo)致磨損件表面修復(fù)困難，限制了這些技術(shù)的應(yīng)用范圍。


　　激光熔覆技術(shù)作為一種新型的表面工程技術(shù)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在油田中，激光熔覆主要應(yīng)用于石油鉆桿、抽油桿、石油管道等方面。下面我們將分別介紹這些應(yīng)用。

　　1、石油鉆桿

　　石油鉆桿是石油鉆井作業(yè)中鉆遇地層的重要工具之一。由于鉆桿在井下受到?jīng)_擊、摩擦和腐蝕，其表面容易出現(xiàn)裂紋、磨損和腐蝕等問題，嚴(yán)重影響鉆井作業(yè)的安全和效率。了解決這一問題，激光熔覆技術(shù)被廣泛應(yīng)用于石油鉆桿的表面強(qiáng)化與修復(fù)。

　　通過激光熔覆技術(shù)，在鉆桿表面形成一層硬度高、耐腐蝕、耐磨損、耐高溫的涂層，可顯著提高鉆桿的耐用性和使用效率。同時(shí)，激光熔覆技術(shù)還可以修復(fù)鉆桿表面的損傷，延長鉆桿的使用壽命，降低更換成本。

　　2、抽油桿

　　抽油桿是油田采油的重要工具之一。由于長期受到來自地下原油的腐蝕和摩擦，抽油桿容易出現(xiàn)磨損、裂紋、變形等問題，嚴(yán)重影響了原油的開采和提率。為了解決這一問題，激光熔覆技術(shù)被廣泛應(yīng)用于抽油桿的表面強(qiáng)化與修復(fù)。

　　經(jīng)過激光熔覆技術(shù)，在抽油桿表面形成一層高硬度、高韌性的涂層，可顯著提高抽油桿的耐用度和使用效率。激光熔覆技術(shù)還可以修復(fù)抽油桿表面的損傷，延長抽油桿的使用壽命，降低更換成本。

　　3、石油管道

　　輸油管道是石油生產(chǎn)中不可缺少的重要設(shè)施之一。由于輸送的原油中往往含有腐蝕性物質(zhì)，這些物質(zhì)會對管道造成腐蝕和破壞，嚴(yán)重影響石油生產(chǎn)的安全和穩(wěn)定。因此激光熔覆技術(shù)被廣泛應(yīng)用于輸油管道防腐和修復(fù)。

　　通過激光熔覆技術(shù)，可以在管道內(nèi)外表面形成一層具有高耐腐蝕性能的涂層，顯著提高管道的耐久性和安全性。同時(shí)，激光熔覆技術(shù)還可以對管道表面的損傷進(jìn)行修復(fù)，避免了管道泄漏等事故的發(fā)生，降低了維修成本。

　　總之激光熔覆技術(shù)在油田的應(yīng)用可以在抽油機(jī)上得到實(shí)現(xiàn)，大大提高了設(shè)備的壽命及安全性，也給企業(yè)帶來的益處，降低了成本。

激光熔覆技術(shù)的特點(diǎn)：

　　1、涂層結(jié)構(gòu)均勻、細(xì)化、缺陷率低；

　　2、涂層硬度高，可達(dá)50~62HRC，具有優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性；

　　3、涂層與基體之間存在冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高；

　　4、根據(jù)不同情況，涂層厚度可達(dá)0~10mm；

　　5、涂層材料可以是金屬和合金，也可以是金屬陶瓷；

　　6、基材為各類鋼和鑄鐵，也可以是其他金屬和合金材料；

　　7、可形成由基層、中層、外層組成的成分和硬度梯度涂層；

　　8、基材熱影響區(qū)小，熱變形小；

激光熔覆是一種對基材的表面改性技術(shù)。通過預(yù)先設(shè)定熔覆路徑，利用激光輻照，使熔覆材料與基體表層快速熔化成激光所經(jīng)過的熔池，然后快速凝固成冶金結(jié)合、低稀釋的熔覆層，因此即對機(jī)械零件進(jìn)行原位修復(fù)，或熔覆工藝，以提高原基材表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化等性能。

　　與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，激光熔覆技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

　　1、熔覆層與基體能形成冶金結(jié)合;

　　2、基體受到的熱影響小，不易變形;

　　3、熔覆層的稀釋率低，節(jié)約昂貴的熔覆材料;

　　4、熔覆層的厚度大小可以控制;

　　5、可以修復(fù)零部件的特定部位及其他方法難以處理的部位。

　　在對農(nóng)機(jī)零部件進(jìn)行熔覆和修復(fù)之前，需要對農(nóng)機(jī)零部件的表面進(jìn)行預(yù)處理。由于農(nóng)機(jī)工作環(huán)境惡劣，農(nóng)機(jī)零部件表面常常覆蓋有土壤、油污、水、化肥、農(nóng)藥、鐵銹、氧化層等，因此與其他領(lǐng)域相比，零部件的修復(fù)工作更多復(fù)雜的。對于農(nóng)業(yè)機(jī)械的零部件，一般的操作是用水沖洗掉接觸土壤的部件表面的污垢。如果破損表面污垢比較牢固，可以采用激光清洗的方法清理。之后，用砂紙打磨待熔覆表面，并用丙酮清洗，避免激光熔覆時(shí)表面污漬進(jìn)入熔覆層，造成缺陷，影響熔覆層的質(zhì)量和性能。

對于輥壓機(jī)軸磨損的傳統(tǒng)修復(fù)方法，常采用補(bǔ)焊、電刷鍍、噴涂等工藝進(jìn)行離線修復(fù)。直接的影響就是停機(jī)時(shí)間長，整體成本高，勞動強(qiáng)度大。激光增材修復(fù)方法實(shí)現(xiàn)了在線修復(fù)。該技術(shù)非常適用于輥壓機(jī)軸磨損的修復(fù)。無需拆卸和加工即可修復(fù)。補(bǔ)焊無熱應(yīng)力，補(bǔ)焊厚度不受限制。同時(shí)，該產(chǎn)品具有金屬材料所不具備的優(yōu)惠，可吸收設(shè)備的沖擊和振動，避免了再次磨損的可能性，并大大延長了設(shè)備部件的使用壽命，為企業(yè)節(jié)省了大量的停機(jī)時(shí)間，創(chuàng)造了的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。


　　現(xiàn)場修復(fù)過程如下：

　　1、表面處理：清除前后軸肩表面、軸承表面、軸承內(nèi)圈表面的污垢和高點(diǎn)。清除所有螺栓孔和壓板通孔邊緣的毛刺。使用砂輪打磨磨損區(qū)域，使其恢復(fù)原來的金屬顏色。

　　2、確定定位點(diǎn)：先在軸徑磨損量處增加一個(gè)定位點(diǎn)，高度略一側(cè)磨損量。以樣尺為基準(zhǔn)，用砂輪機(jī)、銼刀等工具打磨，使其高度接近與一側(cè)磨損尺寸相同。

　　3、空試軸承：安裝軸承，并用壓板緊固軸承，在壓板螺栓緊固過程中保持較小的預(yù)緊力，測量同心度和垂直度，精度誤差小于0.2 mm。

　　4、清潔表面：用無水乙醇清潔軸承位置表面和軸承內(nèi)圈表面，軸承內(nèi)圈表面刷803脫模劑。

　　5、涂抹激光增材：將均勻的激光增材直接涂抹在修補(bǔ)面上，并激光增材的填充效果，然后用刮刀均勻涂抹，厚度略支撐點(diǎn)的高度。

　　6、尺寸恢復(fù)：安裝軸承，均勻擰緊壓板，并留有足夠的預(yù)緊力。

　　7、養(yǎng)護(hù)：自然養(yǎng)護(hù)6—12小時(shí)后，拆下壓板和軸承，并清除多余激光增材。

　　8、再次應(yīng)用激光增材：用砂帶打磨修補(bǔ)激光增材表面產(chǎn)生的釉料和脫模劑。清潔后，調(diào)和金屬修復(fù)激光增材，并將其應(yīng)用于整個(gè)軸承位置的表面。

　　9、安裝方式：快速安裝軸承，整個(gè)安裝和緊固過程控制在40分鐘內(nèi)。擰緊螺栓時(shí)，要對稱擰緊。這次安裝螺栓全部擰緊到位。

　　10、后期預(yù)緊：設(shè)備空載時(shí)每3小時(shí)擰緊一次，設(shè)備滿載時(shí)每6小時(shí)、12小時(shí)、24小時(shí)擰緊一次。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的不斷發(fā)展，零件的工作環(huán)境越來越復(fù)雜，對表面性能的要求也越來越高。因此零件報(bào)廢率大大增加。通常因表面失效而報(bào)廢的零件包括：轉(zhuǎn)子葉片、輥軸零件、齒輪零件、接頭零件等。

　　僅表面損傷的零件，在零件的綜合性能滿足使用條件的情況下，可以進(jìn)行修復(fù)。因加工不當(dāng)或服役損壞而報(bào)廢的零部件如果能夠得到修復(fù)，不僅可以節(jié)省的經(jīng)濟(jì)和時(shí)間損失，還可以提高資源的利用率，符合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

　　目前，零件修復(fù)的方法有激光熔覆、真空釬焊、真空鍍膜、鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG)和等離子熔覆修復(fù)。激光熔覆是根據(jù)工件工況要求，熔覆具有各種設(shè)計(jì)成分的金屬或非金屬，制備出具有耐熱、耐腐蝕、耐磨、抗氧化、抗疲勞或光學(xué)、電學(xué)、磁性。

　　激光熔覆是一種快速冷卻工藝。在熔覆過程中，對被修復(fù)工件的熱輸入小，熱影響區(qū)小，熔覆層組織精細(xì)，易于實(shí)現(xiàn)自動化。因此采用激光熔覆的方法修復(fù)零部件比其它的方法具有更大的優(yōu)勢。激光熔覆技術(shù)解決了傳統(tǒng)電焊、氬弧焊等熱加工工藝中不可避免的熱變形、熱疲勞損傷等一系列技術(shù)難題，也解決了傳統(tǒng)冷加工工藝中涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度問題，如由于電鍍和噴涂不一致，這為表面修復(fù)提供了良好的途徑。利用激光還可以修復(fù)受損的三維復(fù)雜零件，充分體現(xiàn)了激光再制造技術(shù)的靈活性和性。

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