Ultra-Hoge-Snelheids-Laser-Cladtechnologie: De Sleutel tot het Oplossen van Slijtage- en Corrosieproblemen van Industriële Componenten

I. Probleemidentificatie: De tegenstelling tussen de behoefte aan slijt- en corrosieweerstand en traditionele technologieën

In sectoren zoals lucht- en ruimtevaart en petrochemie zijn corrosie en slijtage verantwoordelijk voor 80% van alle componentdefecten, wat leidt tot stilstand van apparatuur en hogere kosten. Traditionele beschermingstechnologieën hebben duidelijke beperkingen: hardchromen veroorzaakt milieuvervuiling; thermisch gesproeide coatings hebben een lage hechtingssterkte; fysische dampafzetting (PVD) is inefficiënt; en traditionele lasercladding veroorzaakt gemakkelijk vervorming van componenten. Daarom is de milieuvriendelijke en efficiënte productie van hoogwaardige slijt- en corrosiewerende beschermingscoatings uitgegroeid tot een dringend op te lossen probleem in de industrie.

II. de Commissie Principe-analyse: kernmechanisme en voordelen van ultra-hoge snelheid laserafkleding

De technologie voor ultra-snelle laserbekleding (EHLA) is geoptimaliseerd van traditionele laserbekleding.

het bereiken van een efficiënte energieverdeling door de interactiepositie van laser, poeder en substraat te reguleren. Het brandpunt van de laser- en poederstraal ligt boven het substraat, zodat het poeder smelt voordat het het substraat bereikt. In combinatie met coaxial poedervoeding bereikt de lineaire snelheid van de bekleding 500 m/min, wat 10 keer efficiënter is dan de traditionele technologie.

Wat de energieverdeling betreft, wordt 80% van de laserenergie gebruikt om het poeder te smelten en slechts 20% om het substraat te verwarmen, wat drie voordelen biedt: de laagverdunningsgraad is minder dan 4%; een lage warmte-invoer in het substraat voorkomt vervorming; de koeling van 1, De coatingroofheid (Ra) is bovendien minder dan 10 μm met een laag gebrekpercentage. Wat de uitrusting betreft, hebben de Duitse ACunity en TRUMPF, evenals de Chinese Xian Zhongke Zhongmei en Xian Jiaotong Universiteit, doorbraken gemaakt en de basis gelegd voor industrialisatie.

III. Toepassingsscenario's: Praktische toepassing van verschillende coatings

De toepassing van EHLA is gebaseerd op adaptieve coatings, verdeeld in traditionele legeringen en nieuwe materialen:

Bij traditionele legeringscoatings komen ijzergebaseerde legeringen goed overeen met staalsubstraten en worden ze gebruikt in mijnbouw- en olieapparatuur (bijvoorbeeld hydraulische steuncoatings van Shandong Energy); kobaltgebaseerde legeringen zijn hittebestendig en worden toegepast in gietrollen en turbinebladen; nikkelgebaseerde legeringen zijn bestand tegen hoogtemperatuurcorrosie en geschikt voor biomassaketelbuizen.

Coatings van nieuwe materialen verruimen de toepassingsgrenzen: amorfe ijzergebaseerde coatings (96% amorf gehalte) worden gebruikt in precisie-apparatuur; hoge-entropie legeringscoatings (bijvoorbeeld FeCoNiCrMn) zonder scheuren zijn geschikt voor straalmotoren; composietcoatings (bijvoorbeeld WC-versterkt) met taaiheid en hardheid worden gebruikt in mijnbouwmachines; ZrB₂-SiC keramische coatings zijn geschikt voor hoge-temperatuurlagers.

IV. Toekomstvisie: Richtingen voor technologische doorbraken

EHLA moet twee knelpunten overwinnen: ten eerste, een standaardisatiesysteem opbouwen, speciale coatingmaterialen ontwikkelen en procesdatabases en kwaliteitsnormen opzetten; ten tweede, hulptechnologieën integreren, ultrasone/elektromagnetische velden introduceren om gesmolten baden te reguleren, post-processing-technologieën bevorderen en AI-visuele bewakingssystemen ontwikkelen om de automatisering te verbeteren.

Met de daling van de apparatuurkosten wordt verwacht dat EHLA doordringt tot kleine en middelgrote ondernemingen, traditionele processen vervangt, een mainstream oppervlaktetechnologie wordt, groene en efficiënte oplossingen biedt voor de bescherming van industriële componenten en de kwalitatief hoogwaardige ontwikkeling van de maakindustrie stimuleert.