激光熔覆:技术利用大功率激光束聚集极高能量,瞬间将被加工件表面熔化,同时使零件表面预置的合金粉完全熔化,获得致密熔覆层和与基体冶金结合的覆层。
1)性能——经过精加工后,熔覆层单边厚度保留0.5-0.6mm,是电镀层的8-10倍,且和基材呈牢固的冶金结合。由于激光束能量集中密实特点,高速激光熔覆机光能绝大部分用于熔化粉末,只对基材表面微熔,而且基体热影响区极小,约为0.1-0.2mm,有效保证了基体材料的性能和形状不发生改变;
2)环境——激光熔覆技术为绿色环保工艺;
3)效益——激光熔覆后可循环使用。激光熔覆后可局部修复
激光熔覆技术是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低,与基体成冶金结合的表面涂层,高速激光熔覆机显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法,从而达到表面改性或修复的目的,既满足了对材料表面特定性能的要求,又节约了大量的贵重元素。
高速激光熔覆机生产加工成本主要包括电费、易损件、气体、人员工资以及材料粉末的消耗成本这几大块。
(1)电费消耗。以ZKZM-6000为例,全套(机床+水冷+除尘+激光器)耗电功率约为34KW,这样以单平方加工需要电能为42.5KWh,按照工业用电1元每度,则单平方熔覆加工耗电费用约为42.5元。
(2)易损件消耗。普通激光熔覆工作时需要定期更换保护镜片。中科中美高速激光熔覆目前所有易损件质保期内免费赠送,因此该项费用可忽略。
(3)气体费用。高速激光熔覆设备在加工过程中需要使用氮气或氩气作为送粉气和保护气,在保证合适气压情况下,单平方米的熔覆加工使用的氮气消耗约为20元。
(4)人员工资。以城市平均工资6000元起算,月工作22天,每天工作8小时,以0.8㎡/h效率计算,高速熔覆单位面积人员费用为42元。
(5)金属粉末费用。ZKZM-6000W设备采用中心送粉技术,粉末利用率可达90%,以金属表面修复比较常见金属粉末来算,粉末单价约为70元/kg,则熔覆1个平米面积的金属粉末费用约为400元。
很多金属表面处理行业大型国企或领头企业纷纷开始引入该项技术,实现生产力的提高以及利润的提升。而对于一些还在观望的中小型企业甚至是个企,高速激光熔覆机普遍关心的问题是高速激光熔覆工艺的生产成本问题,下面就这个问题做详细的介绍。以当前高速激光熔覆已广泛应用的煤矿液压支架行业为例,我们来计算高速熔覆修复一个平方面积的加工成本。
激光熔覆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,降低成本,节约贵重稀有金属材料。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,而且可控性好,可实现三维自动加工,加工质量高。因此,高速激光熔覆机应用前景十分广阔,而且世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的研究及应用都非常重视。
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