激光再制造

三、专业化发展与取得的成果
2、激光加工工艺技术：
• 激光熔覆技术
激光功能层构成：基体合金 5～15%，外加合金85～95%
激光熔池温度：1600～1800℃ 应用范围：1）动设备维修
2）零部件再制造 3）激光防腐耐磨功能层
• 激光浅层熔覆技术 激光功能层构成：基体合金 35～65%，外加合金 35～65% 激光熔池温度：1600～1800℃ 应用范围：1）激光防腐功能层 2）激光耐磨功能层
二、激光再制造技术简介
激光熔覆技术——
激光熔覆技术为激光再制造技术的核心。 是指在被涂覆基体表面上，以不同的添料方式 放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体 表面薄层同时熔化，快速凝固后形成稀 释度极低、与基体金属呈冶金结合的涂 层，从而显著改善基体材料表面的耐磨 、耐蚀、耐热、抗氧化等性能的工艺方 法。
2. Fe-Cr-N 3. Fe-Cr-Ni-B-Si 4. Fe-Cr-Ni-C-N
.钴基合金材料
1. Co-Cr-W-C 2. Co-Cr-Mo
.金属基陶瓷材料
1. 2. Co-WC NiCr-CrC
.镍基合金材料
1. 2. 3. 4. 5. Ni-Cr-B-Si Ni-Cr-W-Mo Ni-Cr-Cu-B-Si Ni-Cr Ni-Fe
图二、氩弧焊热影响区示意图
激光熔覆热影响区是氩弧焊的十分之一。
二、激光再制造技术简介
激光熔覆技术特点：
3、激光加工过程中基体温升不超过 80℃，激光加工后基本无热变形。 4、激光熔覆技术可控性好，易实现 自动化控制。 5、熔覆层与基体均无粗大的铸造组 织,熔覆层及其界面组织致密，晶体 细小，无孔洞、夹杂、裂纹等缺陷。
4、地面燃机
五、激光再制造典型案例
1、冶金行业 钢铁冶金行业是国家的基础行业，同时属于国家的重产业， 且其设备繁杂、种类多、吨位重。由于摩擦、磨损、腐蚀等各 种原因的存在，要维持设备的正常运转，每年将消耗大量的备 品备件。冶金行业生产设备大部分是在高(交变)应力、高热应力 的恶劣环境下工作，如连铸辊、校直辊、槽型辊、半钢辊、铸 管模、热(冷)轧工作辊、高炉溜槽、料钟等。由于钢铁冶金设备 中的轧辊、轴类零件、叶片以及齿轮等都是高附加值的零件， 对于冶金行业轧辊、导位、输送辊、夹送辊、剪刃等大量易损 件来说，激光熔覆与合金化技术的最大好处是将轧辊的整体合 金化变成表面合金化或者熔覆，使轧辊等易损件的使用寿命大 幅度进步的同时，生产成本增加有限。而激光淬火技术可对各 种导轨、大型齿轮、轴颈、汽缸内壁、模具、减振器、摩擦轮、 轧辊、滚轮零件进行表面强化。
TRT转子全貌
叶片修复前的损伤状态（局部）
叶片修复后的状态
五、激光再制造典型案例
产品名称：TRT动叶
1.冶金行业
五、激光再制造典型案例
产品名称：TRT静叶
1.冶金行业
五、激光再制造典型案例
产品名称：TRT承缸
1.冶金行业
五、激光再制造典型案例
产品名称：轴流风ຫໍສະໝຸດ Baidu动叶
1.冶金行业
五、激光再制造典型案例

第一代设备：大功率CO2激光成套设备 第二代设备：大功率全固态激光成套设备 第三代设备：大功率半导体直接输出 全智能激光成套设备
三、专业化发展与取得的成果
1、激光再制造成套设备：

第一代设备：大功率CO2激光成套设备
激光功率：2～10KW 激光波长：10.6微米 激光激光加工效率（5KW) 激光熔覆：0.05平方米（1毫米厚） 激光合金化：0.15平方米 激光相变强化：0.25平方米
二、激光再制造技术简介
激光加工技术体系
激光熔覆专用激光设备 激光熔覆专用材料
基本技术
激 光 加 工 技 术 体 系
激光熔覆专用工装设计与制造
激光熔覆工艺技术 强度计算与寿命评估技术 无损检测与缺陷判断技术
相关技术
故障诊断与失效分析技术
行业机组技术
激光再制造技术标准
三、专业化发展与取得的成果
1、激光再制造成套设备： 专业研发、三代设备、千万资金投入。
牌坊的在线激光加工：
1、冶金行业
未进行激光防腐处理一侧的轧机牌坊，腐蚀厚度达5mm， 经激光防腐处理的一侧无磨损，只因挤压而产生0.2mm的变形。
现场激光熔覆过程中
使用一年后
五、激光再制造典型案例
用户名称：某钢铁集团板材厂 产品名称：F2主传动联接
1、冶金行业
规格型号： /
联接轴全貌
花键损伤部位状态 修复后的联接轴花键
三、专业化发展与取得的成果
1、激光再制造成套设备：

第二代设备：全固态激光加工成套系统 激光功率：0.5～1.2KW 激光波长：1.06微米 激光加工效率：0.05平方米（0.3毫米） 使用范围：移动式现场加工
三、专业化发展与取得的成果
1、激光再制造成套设备：

第三代设备：半导体直接输出激光加工成套系统
三、专业化发展与取得的成果
3、激光专用材料： 五大系列、几十个牌号、众多个成功案例
• • • • •
铁基合金激光专用材料 镍基合金激光专用材料 钴基合金激光专用材料 金属基陶瓷激光专用材料 超细金属陶瓷激光专用材料
三 、专业化发展与取得的成果
3、激光专用材料：
• 铁基合金材料 1. Fe-Cr-C
二、激光再制造技术简介
激光作用物理过程
时间 激光束 过程 材料
激光熔覆技术是利用大功率激光束聚集 能量极高的特点，瞬间将被加工件表面
微熔，同时使零件表面预置或与激光束 同步自动送置的合金粉完全熔化，获得 与基体冶金结合的致密覆层。
冲击强化过程
激光能量的吸收过程
材料的加热过程
材料的融化与气化过程
材料的凝固过程
激光功率：2.5～4KW 激光波长：980纳米 激光加工效率（2.4KW) 激光熔覆：0.08平方米（1毫米厚） 激光合金化：0.2平方米
三、专业化发展与取得的成果
2、激光加工工艺技术： 应用各种高性能先进设备、结合先进的激光工 艺技术和上万小时的工艺积累：

激光熔凝强化技术 激光纳米陶瓷合金化技术 激光浅层快速熔覆技术 激光熔覆制造再制造技术 激光毛化技术
二、激光再制造技术简介 激光再制造技术—— 是一种先进修复技术，它集激光熔覆 加工工艺技术、激光熔覆材料技术和其他 多种技术于一体，不仅可以使损伤 的零部件恢复外形尺寸，还可以使 其使用性能达到甚至超过新品的水 平。而再制造成本只是新品的50%， 节能60%，节材70%，是重大工程装 备修复新的发展方向。
激光熔覆技术与喷涂、电镀的综合性能对比
项目 结合情况 结合强度 耐磨性 耐蚀性 覆层 特性 工艺 可控性 综合性
电镀
易脱落
8~12MPa
良好
一般
较致密
一般
一般
喷涂
易脱落
6~8MPa
良好
差
有气孔
一般
一般
激光熔覆
不易脱落
600~800MPa
良好
优
致密
优
优
五、激光再制造典型案例
1、冶金行业 2、石化行业 3、电力行业
二、激光再制造技术简介
激光熔覆技术特点：
6、激光熔覆复合层组织由底层、 中间层以及面层组成的各具特点 的梯度功能材料，底层具有与基 体浸润性好、结合强度高等特点； 中间层具有一定强度和硬度、抗 裂性好等优点；面层具有抗冲刷、 耐磨损和耐腐蚀等性能，使修复 后的设备在安全和使用性能上更 加有保障。
激光熔覆复合层组织示意图
10 ~10 s -9 -2
激光束与材料相互作用的物理过程
二、激光再制造技术简介
激光熔覆技术特点： 1、激光熔覆层与基体为冶金结合,结合强度不低于原基体 材料的90%。
样件种类 Σb（MPa） σ0.2（MPa） δ5（%） Ak（J）
841
59
834 基材 50%熔覆层 50%基材 百分比/%
50.2
五、激光再制造典型案例
用户名称：辽宁某钢铁公司
1、冶金行业
产品名称：BD2轧辊
五、激光再制造典型案例
1、冶金行业
轧辊激光合金化
轧辊激光熔覆
五、激光再制造典型案例
1、冶金行业
冶金轧辊激光强化
热轧辊激光强化
铸铁轧辊激光合金化
五、激光再制造典型案例
1、冶金行业
用户名称：河北某钢铁股份有限公 司动力厂 产品名称：TRT转子 规格型号：GT120·W·D
二、激光再制造技术简介
激光淬火技术—— 是利用聚焦后的激光束入射到金属材料表面，使 其温度迅速升高到相变点以上，当激光移开后，由于 仍处于低温的内层材料的快速导热作用，使受热表层 快速冷却到马氏体相变点以下，进而实现工件的表面 相变硬化。 激光表面合金化技术—— 是利用高能密度的激光束快速加热熔 化特性，使基材表层和添加的合金元素熔 化混合，从而改变金属表面层的化学成分、 组织和性能，形成以原基材为基的新的表 面合金层。
99
676 665 98 金属粉：RCF-202
17.6 14.2 81
85
基材：2Cr13
二、激光再制造技术简介
激光熔覆技术特点：
2、基体材料在激光加工过程中仅表面微熔，微熔层为0.050.1mm。基体热影响区极小，一般为0.1-0.2mm。
0.05-0.1mm 0.1-0.2mm
图一、激光熔覆热影响区示意图
一、企业简介
煜宸公司目前拥有的核心技术团队包含国内外十 余名知名的激光领域专家，其中院士、研究员、博士 及博士生导师8人；同时，煜宸公司依托与中国科学 院上海光学精密 机械研究所、中科院南京先进激光技 术研究院、东北大 学先进激光技术研究院、南京大学 固体微结构物理国家重点实验室、北京工业大学激光 院、北京航空航天大学特种功能材料与表面技术重点 实验室、西北工业大学凝固技术国家重点实验室、沈 阳工业大学材料学院、沈阳航空航天大学航空制造工 艺数字化国防重点实验室、辽宁科技大学等知名科研 院所的科技与人才合作，共同主持或参与公司重点产 品的技术研发。
四、激光再制造技术的核心价值理念
激光再制造部件使用寿命大幅提高的理论依据 材料价值形态分级：
普通碳钢 高合金不锈钢 高温合金 5千元/吨 5万元/吨 50万元/吨
在普碳钢基体的易损工作面激光熔覆高性能合金， 使工作面具有高温合金的优越性能，从而大幅度提高激 光再制造零部件的使用寿命。
四、激光再制造技术的核心价值理念
煜宸激光
激光再制造技术及典型应用
煜宸激光
2012.11
目 录
一、企业简介 二、激光再制造技术 三、专业化发展与取得的成果 四、激光再制造技术的核心价值理念 五、激光再制造典型案例 六、其它业务
一、企业简介
煜宸激光是由激光技术领
域科技领军人才邢飞博士及其技术、经营团队 创立的、以激光成套装备、激光加工技术、激 光显示、激光测量及激光核心器件研发与生产 为主营业务高科技集团公司。主要从事激光显 示技术、半导体及全固态激光器研发、激光再 制造、激光焊接、激光切割、激光打孔等技术 的开发和工业应用，以及激光加工成套装备的 研制和产业推广。是一家真正拥有自主知识产 权和核心技术的高科技企业，目标是打造成国 内外激光领域的具备国际竞争力的激光技术产 业集团。
四、激光再制造技术的核心价值理念
激光再制造不懈追求高性价比，再制造产品在使用 性能上要高于原设计制造的新品，体现激光技术的 独特价值。 激光加工与机械加工相结合，加法与减法相结合， 均质与局部强化（功能表面）相结合，将引起金属 结构部件设计思想的革命性变革，引领未来机械设 备金属部件的制造与再制造。
激光熔池温度：1700～1900℃ 应用范围：1）激光耐磨功能层
三、专业化发展与取得的成果
2、激光加工工艺技术：
• 激光相变强化技术 激光功能层构成：基体合金 100%，外加合金 0 激光熔池温度：900~1400℃ 应用范围：1）激光耐磨功能层
• 激光毛化技术 激光功能层构成：基体合金 95～100% 外加合金 0～5% 激光熔池温度：1900～2500℃ 应用范围：1）激光耐磨功能层
三、专业化发展与取得的成果
2、激光加工工艺技术：
• 激光合金化技术 激光功能层构成：基体合金 75～85%，外加合金 15～25% 激光熔池温度：1700～1900℃ 应用范围：1）激光耐磨功能层 2) 激光防腐功能层 • 激光熔凝强化技术 激光功能层构成：基体合金 95～100%，外加合金 0～5%
.纳米陶瓷材料
40～200nm碳化钨（WC） 40～200nm钴-碳化钨（Co-WC）
四、激光再制造技术的核心价值理念
激光加工可表述为数字化控制的微冶炼过程。 激光再制造性能由使用材料、工艺控制及设备精度 来保证。 激光再制造技术热影响区小，覆层性能可梯度功能 控制，覆层与基体冶金结合。 是实现“好钢做到刀刃上”的最佳工艺手段。