再制造中常用的表面工程技术ppt课件

表面改性
改变基质材料成分，达到改善性能的目的，不附加膜层。
如：离子注入、化学热处理等。
表 面
表面处理
工
程
技
术 表面涂覆
体
系
不改变表面材质成分，只改变基质材料的组织结构及应 力，达到改善性能的目的，不附加膜层。
如：表面淬火、表面变形处理、表面纳米化加工等。
在基质材料表面上制备涂覆层，涂覆层的材料成分、组 织、应力按照需要制备。
立磨磨辊辊面堆焊精现品课场件
堆焊后的立磨磨辊
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药芯焊丝埋弧堆焊用于冶金连铸辊制造与再制造
表面工程的最大优势是能够以多种方法制备出优于基体材料性 能的表面功能薄层。表面功能薄层的厚度仅是工件整体厚度的百分之一到几 十分之一，但却使工件表面获得比基体材料更高的耐磨性或抗腐蚀性、耐热 性等。表面工程技术用于热成型部件的制造与旧品再制造，其节能、节材效 果非常突出。
(2) 再制造的性能和保质期能等同甚至超过
原型机新品的基本原因是新技术在老产品上的使
用，既包括磨损表面的尺寸恢复与耐磨性能提升
，也包括老产品上局部部件的技术改造及软件升
级。
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(3) 和制造新品相比，再制造产品的成本低于 50%，节能60%,节材70%，对环境的不利影响低于80%。 在拉动经济增长、安排就业以及企业增效等方面发 挥着重要作用。
施工要领 ：
1. 熔覆层合金化设计（影响表面性能、可焊性及后
续
加工性能）
2. 复合表面技精品术课件的运用
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堆焊技术再制造辊类零件
堆焊是表面工程技术的一个重要分支。堆焊是一种历史悠久， 而又非常实用的技术。堆焊的显著特点是堆焊层与母体材料冶金结合，高 温、重载服役条件下剥落倾向小，而且可根据服役性能和生产条件在很宽 的范围内选择堆焊方法和堆焊材料。堆焊已广泛用于钢铁工业的轧辗、能 源领域的加氢反应器、热壁交换炉以及矿山机械和各类阀门中。堆焊不仅 是一种零件的修复、再制造手段，而且已成为诸多新品制造中不可缺少的 环节。堆焊在提高零件的使用寿命以及节能、节材方面发挥着重要作用。
气阀、高中压阀门密封面、钻杆耐磨带、
玻璃模具制造及再制造等领域得到广泛应
用。
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锥面喷焊
大型阀门密封面 等离子喷焊机
电站高压闸阀 密封面喷焊
大型柴油机气阀密封面喷焊
激光熔覆技术再制造螺杆压缩机阴阳转子
以高能量密度的激光为热源，将零件表面预置的或 与激光束移动同步输送的合金材料熔化，在零件表面形成熔覆层 。激光熔覆层与零件基体为冶金结合且稀释率低，基体热影响区 小，熔覆层与基体均无粗大的铸造组织，晶粒细小，组织致密， 激光熔覆过程中基体温度不超过80 ℃，零件不易变形。激光熔 覆技术已成功应用于电力、石化、冶金等行业高端技术设备的再 制造中。
面形成一层与基体冶金结合的、具有特定
性能熔覆层的表面堆焊技术。和手工电弧
堆焊、埋弧堆焊、钨极氩弧堆焊相比，粉
末等离子喷焊具有电弧能量集中、堆焊层
稀释率低、焊层硬度均匀、适用材料范围
广、堆焊材料消耗少、喷焊设备机械化及
自动化程度高、堆焊速度快、质量稳定等
优点，适合用于大批量制备高合金、有色
金属合金焊层。等离子喷焊技术已在大型
(4) 中国再制造的特色在于积极开发表面技术、 攻克零件寿命评估难题，着力提高旧件利用率，使 之对循环经济的贡献更大。
(5) 发展再制造产业，不仅写入了《中华人民共
和国循环经济促进法》，而且列入了“十二五”规
划纲要，还被国家选定为战略性新兴产业。
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2 . 表面工程在产品再制造中的地位作 用
分类：
1. 电弧堆焊，包括手工焊条堆焊/药芯焊丝自动堆焊/ 丝材或带材埋弧堆焊等。擅长堆焊大面积、大厚度， 设备购置费约3万元。
2. 等离子弧喷焊。擅长在规则形面上制备耐热合金层，
3.
设备购置费约70万元。
3. 激光熔覆。擅长在复杂形面上制备合金层，设备购
置
4.
费约100万元。
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适用条件 ： 1. 零件磨损量大。 2. 零件服役工况恶劣。 3. 零件可焊性要好（无裂纹、不易变形、应力小）。 4. 涂层与基体冶金结合，结合强度大于500 MPa 级。 5. 能用于承受交变负荷的表面。
用激光仿形熔覆技术恢复转 子的尺寸及表面性能
——整机寿命的“短板”是部分损伤的零件；
——损伤零件的“短板”是个别失效的表面；
——表面常见失效形式：磨损、腐蚀；
——对零件表面失效的治理，在整机再制造中工作量最
大、而且对整机性能以及寿命的影响最为关键；
——表面工程的功能是：恢复尺寸、恢复表面性能或改善
表面性能。
木桶效应
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3. 表面工程技术体系
产品再制造中常用表面技术
再制造技术重点实验室
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提
纲
1. 再制造工程重要概念回顾
2. 表面工程在产品再制造中的地位作 用
3. 表面工程技术体系
4. 常用表面工程技术
5. 结精束品课语件
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1. 再制造工程重要概念回顾
(1) 再制造是相对制造而言。制造是将原材 料加工成具有一定功能的产品，再制造是在这种 产品到达寿命后使其性能和保质期恢复到新品水 平的加工过程。
如：电镀、电刷镀、化学镀、气相沉积、热喷涂、堆焊、熔覆、 粘涂、涂装等。
复合表面技术
综合运用多类、多种表面工程技术。
如：熔覆+喷涂；纳米化加工+渗扩；粘涂+电刷镀等。
纳米表面工程技术
以传统表面工程技术为基础，通过引入纳米材料、纳米
技术改善表层性能。
如：纳米电刷镀、纳米热喷涂、纳米熔覆、纳米粘涂等。
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药芯焊丝通过改变芯部药粉的种类、比例，可以很容易改变堆 焊层的性能，药芯焊丝作为一种连续填充的材料，使堆焊生产效率大大提高 。下图是以0Cr13Ni4MoN系列药芯焊丝堆焊的连铸辊。
堆焊后的连铸辊
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装配后的连铸辊
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等离子喷焊技术应用于新阀门制造和旧阀门再制造
粉末等离子喷焊是利用压缩等离
子弧产生的高温熔化金属粉末，在工件表
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4. 常用表面工程技术
5.4.1 堆焊与熔覆
熔覆材料（丝 材、粉材）
f
B 母材
热源——电弧；等离 子弧；激光束；电阻 丝等
熔覆金属的面积f； 母材熔化区面积 B
稀释率
熔覆层截面
原 理 ：➢ 在某种热源作用下，使熔覆材料和母材熔化，构成
合金化熔池，经冷却结晶形成覆层。 ➢ B大于零，称为堆焊， B趋于零，称为熔覆。 ➢ 稀释率反精映品课熔件覆材料的合金成分被母材的冲淡情况。 7