華菱CBN刀具BN-S20牌號加（jiā）工激光熔敷（fū）工件液壓支柱案例
2015-1-25 來源：數控（kòng）機床市場（chǎng）網 作者：-
一、激光熔敷的定義及（jí）特點
1. 激（jī）光熔敷的定義：激光熔覆技術（shù）是指以不（bú）同的（de）填料方式在被塗覆（fù）基體表（biǎo）麵（miàn）上放置選擇（zé）的塗層材料，經激（jī）光輻照使之和基體表麵一薄層同時熔化，並快速凝固後形成稀釋度極低並與基體材料（liào）成冶金（jīn）結合的表麵（miàn）塗層，從（cóng）而顯著改善基體材料表麵的耐磨、耐蝕、耐熱及 抗氧化性等的工藝方法。
2. 激光熔敷的特點：
（1）由於快速（sù）加熱和冷卻（què），激光熔覆層組（zǔ）織均（jun1）勻致密，微觀（guān）缺陷少，性能優於其它（tā）工藝；
（2）塗層稀釋率低（一般小於5%）;
（3）熱輸入和畸變（biàn）較（jiào）小（xiǎo）；
（4）粉末選擇幾乎沒有任何限製，特別是在低（dī）熔點金屬表（biǎo）麵熔敷高熔點合金；
（5）激光束的功率（lǜ）、位置和（hé）形狀等能夠精確控製，易實現選區甚至（zhì）微（wēi）區熔覆；
（6）熔覆（fù）層的厚度範圍大，單道送粉一次塗覆厚度在（zài）0.2-2.0mm；
（7）能進行選區熔敷，材料消耗少，具有卓越的性能價格比；
（8）工藝過程易於實現自動（dòng）化。
二、激光熔敷的工（gōng）藝及熔敷材料
1. 激光熔敷的分類：激光熔覆按熔覆（fù）材料的供給方式大概可分為兩大類，即預置（zhì）式激光熔覆和同步式激光熔（róng）覆。
預置式激光熔（róng）覆是將熔（róng）覆材（cái）料事先置於基材表麵的（de）熔覆（fù）部位，然後采用激光束輻照掃描熔化，熔覆材料以粉、絲、板的形式加入，其中以粉末的形式最為（wéi）常用（yòng）。
同步式激光熔（róng）覆則是將熔（róng）覆材料直接送（sòng）入激光束（shù）中，使供料和熔（róng）覆同時完成。熔覆材料主（zhǔ）要也是以粉末的形式送入，有的也采用線材或板材進行同步（bù）送料。
預置式激光（guāng）熔覆（fù）的主要工藝流程為：基材熔（róng）覆表麵預處理--預置熔覆材料--預熱--激光熔化--後（hòu）熱處理。
同步式激光熔覆的主要工藝流程為：基材熔（róng）覆表（biǎo）麵預處理--送料激光熔化--後熱處理。
2. 激光熔敷材料：按熔敷材料的初始供應狀態，熔敷材料可分為粉末狀（zhuàng）、膏狀、絲狀、棒（bàng）狀和薄板狀，其中應（yīng）用最廣泛的是粉末狀。目前廣泛應用的粉末狀（zhuàng）熔敷材料有：鎳基、鈷基、鐵基合金、碳化鎢複合材料等。
（1）鎳基（Ni）合金粉末具有良好的潤濕性和耐蝕性，高溫自潤（rùn）滑作用和適（shì）當的（de）價格，主要適用於要求局部耐磨、耐熱腐蝕及抗熱疲勞的構件；
（2）鈷基（jī）（Co）合金粉末具有良好的高溫性能和耐蝕耐磨性能,適用於要求耐磨、耐蝕及抗熱疲勞的零件，如石化，電（diàn）力，冶金等工業領域；
（3）鐵基(Fe)合金粉末成本低且抗磨性能（néng）好，適應於要求局部耐磨且容易變形（xíng）的零件（jiàn），基體多為鑄鐵和低碳鋼。
三、適合激光熔敷的行（háng）業
隨（suí）著機（jī）械行（háng）業的不斷發展，對工件的使用性能要求越來越高，並且部分工件價格昂（áng）貴，如失效之後直接報廢（fèi），造成大（dà）量損失和浪費（fèi），而且重（chóng）新製造（zào）費時費力，影響生（shēng）產。
自20世紀80年代以（yǐ）來，激光熔（róng）覆技（jì）術得到了迅速的發展，已成為國內外激光表麵改性研究的熱點。激光熔敷（fū）技術具有很大的（de）技術經（jīng）濟效（xiào）益，廣（guǎng）泛應用於機械製造與維修、汽（qì）車（chē）製造、紡織機械、航海與航天和（hé）石油化（huà）工等領域。
以下（xià）簡單（dān）介紹（shào）一下適合激光熔敷的行業。
（1）模具（jù）行業
模具常見的失效形式有（yǒu）：磨損，變形和斷裂。模具行業的種類很多，工作狀況複雜（zá）多樣，而且模具材料也不盡相同，尤其大型複（fù）雜高精密（mì）模具，一旦失效之（zhī）後（hòu）再重新生產製造，不僅費時費力，而且費用較高。所以，對模具進行表麵處理，提高使用壽命和對失效模具（jù）進行高效的修複，是很有經濟價值的。
目前，在模具修複中，常用的表（biǎo）麵技術是激光熔覆，采用激（jī）光熔覆技術（shù）對模具表（biǎo）麵進行強化，根據熔敷的材（cái）料的不同，使（shǐ）用性能也不同，但修複後的模具，均有比原（yuán）來模具更優異的（de）表麵硬度，耐磨性，紅硬性和抗疲勞性。如Cr12模具鋼經過激光熔敷技術修（xiū）複後，硬度高，耐磨性好，提高了Cr12模具鋼的使用壽命。
（2）航空航天行業
導致飛機結構失效（xiào）的主要原因是腐蝕，磨（mó）損和（hé）疲勞破壞，為了防止在高溫，高壓，高速，重載、腐蝕介質等環境下工作的零件（jiàn），因表麵局部損（sǔn）壞而報廢，提高零件的可靠性，延長使用壽命。目前，激光熔敷是經濟效益較高的一種改（gǎi）變表麵性能的（de）技術。
現代飛機和發動機大量使用鋁合金和鈦合金，但鋁合（hé）金的強度不（bú）高，使用時易產生塑性變性，而且耐磨性差；鈦（tài）合金硬度低（dī），耐磨性差。通（tōng）過激光熔敷技術對鋁合金和鈦合金表麵進行強化（huà），解決了鋁合金易塑性變性和鈦（tài）合金（jīn）耐磨性差的問題，如渦輪（lún）機葉片就采用激光熔敷技術修複，將葉片頂（dǐng）端修複到原來的高度（dù），而（ér）且工（gōng）藝簡單，節省（shěng）時間。
（3）還有汽（qì）車行業，石油行業：汽車行（háng）業如發動機的排氣門的密（mì）封錐形麵，齒輪軸等零件；石油行（háng）業如（rú）葉（yè）輪、大型轉子的軸頸、輪盤、軸套等零（líng）件（jiàn），都采用激光熔敷修複，不需要預熱工件，就可以恢（huī）複部件的尺寸，而且後續加工量小（xiǎo），不（bú）產生冶金裂紋，硬度也（yě）是非常的堅固，修複（fù）的效果非常的好。
四（sì）、采用激光熔敷技（jì）術修複後的工（gōng）件如何（hé）加工
通過激光熔（róng）敷修複後的工（gōng）件獲得較高的硬度，較好的耐磨性，但與此同時問題也出現了，如何加（jiā）工到圖紙要求尺寸，如何保（bǎo）證表麵精（jīng）度。采用激光熔敷修複後的工件表麵不規整，由於硬（yìng）質合金刀具不耐磨，陶瓷刀具易崩刀。故激光熔敷件（jiàn）一直是機械（xiè）廠難加工的對象。直到華菱超硬（原河南超硬研究所）研製出CBN刀具BN-S20牌號，使加工激光熔敷工件（jiàn）不再是難題。
華菱超硬作為在業內以（yǐ）CBN刀（dāo）具（CBN刀片）解決方（fāng）案最知名的（de）刀具公司，其刀具方案可全（quán）方位、高效的完成硬材料（liào）加工行業領域的各種零部件的車削、銑削等一係列加工。目（mù）前被廣泛應用（yòng）於高硬度材料，熱處理後的高硬度工件，和其他難切（qiē）削材料的零件領域，擁有眾（zhòng）多被客（kè）戶所（suǒ）信賴的刀（dāo）具牌號。
華菱（líng）超硬CBN刀具BN-S20牌號加工激光熔敷（fū）工件的優（yōu）勢：硬（yìng）度高，耐磨（mó）性好（hǎo），抗衝擊性（xìng）強，可高速切削；不僅提高加工效率，而且降低加工成本。
以下簡單介紹一下華菱超硬CBN刀具BN-S20牌號加工（gōng）激光熔敷工件的案例。
五、華菱（líng）超硬（yìng）CBN刀（dāo）具BN-S20牌號加工激光熔敷工件液壓支柱案例
華菱超硬CBN刀具BN-S20牌號加工激光熔敷工件液（yè）壓支柱案例
加工零件：液壓支柱（zhù）
加工材料（liào）：27SiMn（激光熔敷後的表（biǎo）麵硬（yìng）度HRC55左右（yòu））
加工（gōng）工序：半精加工和精加工
刀具（jù）牌號：BN-S20 CNMN120712
切（qiē）削參數（shù）：ap=1mm，Fr=0,15mm/r，Vc=145mm。
加工方式：幹式切削。
加工（gōng）效果：華菱CBN刀具BN-S20牌號與硬質合金刀具相比，不（bú）僅提高加（jiā）工提高，降低生產時間，節約加工成本，而且工件表麵光潔度達到Ra0.4，刀具壽命（mìng）長。
六、總（zǒng）結
隨著機械（xiè）製造業的迅速發展和工件成本的上升，機械（xiè）製造業通過采用激光熔敷技術或者（zhě）其他技術，使工件得到較好的表麵性能，提高工件的使用（yòng）壽命。但經過激光熔敷技術修（xiū）複（fù）後的工件硬度高難加（jiā）工，曾一（yī）度影響加工效率，但這對於（yú）刀具行業來說是一個好的機遇，隻要研製出硬度高，耐磨性和抗衝擊性良好的刀具材料或刀具（jù）牌號，不僅可以為公司（sī）獲得較好（hǎo）的經濟效益，而且進一步推動了中國機械製造業的發展。
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