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工业制造

首钢机电公司激光熔敷增材制造技术的广泛应用

来源:首钢机电公司2020-03-25 我要评论(0 )   

  近日,首钢机电公司工程制造团队和首钢技术研究院金属3D打印研发团队联合攻关,成功将金属3D打印再制造技术应用于股份公司、京唐公司热轧产线轧机牌坊窗口面修复工...

  近日,首钢机电公司工程制造团队和首钢技术研究院金属3D打印研发团队联合攻关,成功将金属3D打印再制造技术应用于股份公司、京唐公司热轧产线轧机牌坊窗口面修复工作,使设备使用寿命提高数倍。

  据了解,首钢机电公司迁安机械修理分公司工程团队多年来一直致力于激光熔敷增材制造技术的研发运用。目前,该团队已将该技术推广应用于修复助卷辊、层流辊、西马克液压缸活塞杆、热轧支撑辊轴承座、轧机牌坊、大齿轮里孔和减速机轴等多个重点项目,在为企业创造效益的同时,也极大地拓展了公司的业务领域和范围。


  一、激光熔敷设备及技术介绍

  激光熔覆技术是以不同的填料方式在被涂覆基体表面上增加已选择的涂层材料,经激光辐照使之和基体表面同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层,具有热影响区小、稀释率低,熔覆层晶粒度细,表面硬度高,耐磨性能好等优点,可有效改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、抗氧化等性能。


  我单位拥有三台半导体激光熔覆设备,其中一台3000W(德国DILAS激光器),两台6000W(德国Laser Line激光器),同时配备六轴全自动机械手及工件旋转平台,采用德国西门子控制系统,可实现对外圆、内孔、平面、立面及异型件表面的自动激光熔覆焊接,能够实现自动化精准操作,工作效率高、产品质量稳定。


  二、激光熔敷应用及成果

  1.激光熔覆修复助卷辊

  为了解决热轧卷取区域助卷辊在线使用出现的粘钢、锈蚀、焊道印及磨损严重等问题,我单位通过技术创新,采用激光熔覆手段,对股份公司一热轧卷取区域助卷辊进行修复试验。结果表明,在线使用周期较堆焊工艺修复的助卷辊明显提高,其中使用周期最长的已达到18个月,是其他供应商提供助卷辊使用周期的2倍以上。


  助卷辊修复属成熟工艺,产品质量稳定,针对此项技术,已申请专利,目前正在受理阶段。


  2.激光熔覆修复层流冷却辊

  我单位为京唐公司2250修复的层流冷却辊,在线使用周期已达到3年零10个月(仍在线使用),原喷焊辊子在线使用周期约为2年。目前激光熔覆修复技术已达到成熟水平,产品质量稳定,使用寿命较原工艺提高近1倍。


  3.激光熔敷修复轧机牌坊

  我单位从2017年开始介入首钢内部热轧牌坊在线修复领域,到目前为止,合计加工修复21架次。 2019年承担了京唐热轧3架牌坊的机械加工和激光熔覆修复任务,实现了F3、F4立面、F5底面同时熔覆,大大提高了工作效率,全部保质保量并按工期完成了任务,得到了京唐公司热轧作业部的一致好评。


  通过不断的摸索、学习,以及现场实际操作,目前我单位专业团队已经具备热轧牌坊的在线修复能力。计划2020年快速推进股份公司牌坊在线修复工作,实现股份公司热轧轧机牌坊修复的首钢化,同时推进该技术的社会市场化。


  4.激光熔敷修复西马克液压缸活塞杆

  机电公司承制的西马克扇形段项目,安装过程中液压缸缸头螺纹存在损坏情况,造成液压缸不能使用。通过对液压缸结构形式及安装性能要求进行了解,确定对活塞杆螺纹部位进行激光修复,熔覆焊后按图纸要求恢复螺纹尺寸及精度。


  修复过程中,通过对供货厂家提供焊粉进行熔敷试验及成分对比测试优选,并对过程中的工艺参数进行调整,所有西马克液压缸活塞杆全部保质保量修复完成,并保证了安装工期。


  5.激光熔敷修复热轧支撑辊轴承座

  热轧支撑辊轴承座是轧机辊装配重要部件,现场经过长时间使用,内孔及侧面出现不同程度磨损,不能满足现场装配条件。根据磨损位置及工件使用情况,确定采用激光熔敷方法进行修复


  过程中通过对激光熔敷参数进行工艺优化,表面熔敷效果较好,加工后全部合格,圆满完成了轴承座的修复任务。


  三、激光熔敷创造产值及发展方向

  激光熔覆设备为我单位自动化先进设备,现已承接了热轧层流冷却区域的层流冷却辊、精轧活套辊;热轧卷取区域的助卷辊、机架辊、开关辊;热轧轧机牌坊的激光熔覆补偿尺寸等项目,为我单位创造年产值800余万元。


  后续我单位继续以表面工程技术在冶金装备、备件中的修复和再制造为切入点,通过与国内标杆厂家进行技术对标,提升激光熔敷修复水平。通过前期摸索,目前已掌握核心技术及操作要点。后续我单位将充分利用此自动化设备,与用户一起联合成立研发攻关小组,推进激光熔敷在冶金设备中的应用。


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首钢金属3D打印激光熔覆

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