Aplikasi Industri dari Teknologi Pelapisan Laser

Pompa sentrifugal banyak digunakan dalam industri seperti listrik, metalurgi, batu bara, dan bahan bangunan untuk mengangkut lumpur yang mengandung partikel padat, sedangkan katup mengontrol aliran cairan seperti udara, air, uap, media korosif, lumpur, minyak, logam cair, dan zat radioaktif. Pentingnya pompa dan katup tidak dapat dilebih-lebihkan dalam aplikasi industri modern, karena produk ini terus-menerus terpapar media abrasif dan korosif, sehingga membutuhkan permukaan yang keras, tahan aus, dan tahan korosi. Proses pengerasan permukaan tradisional memiliki keterbatasan, di mana kelongsong laser teknologi melangkah sebagai pengubah permainan untuk produk pompa dan katup kelas atas.

Pelapis Laser secara bertahap telah menjadi “senjata rahasia” dalam pengembangan dan produksi produk pompa dan katup kelas atas, seperti pelapis pompa sentrifugal, selongsong keseimbangan, cakram keseimbangan, katup bola, katup gerbang, dan katup kontrol. Dengan memanfaatkan ketepatan teknologi laser, kelongsong laser membuka pintu baru untuk aplikasi pompa dan katup kelas atas.

1. Keuntungan dari Pelapis Laser Lebih dari Metode Tradisional

Secara tradisional, permukaan penyegelan pompa dan katup telah ditingkatkan dengan menggunakan metode berikut:

Pelapisan Chrome Keras: Ketebalan lapisan <0,1 mm, terutama digunakan untuk segel lunak, rentan terhadap keretakan dan pengelupasan;

Pengelasan Semprotan Termal: Metode utama untuk segel keras, dengan ketebalan lapisan berkisar antara 1-1,5 mm, rentan terhadap deformasi termal yang tinggi dan keausan lapisan pada lapisan yang lebih tipis;

Pengelasan Busur: Termasuk MIG, TIG, PTA, dengan ketebalan lapisan mulai dari 3-5mm, yang menyebabkan pemborosan material yang tinggi, tingkat pengenceran yang tinggi, dan distribusi kekerasan yang tidak merata.

Sebaliknya, kelongsong laser menawarkan keuntungan utama sebagai berikut:

Ketangguhan Tinggi: Struktur kelongsong berbutir halus memastikan ketahanan aus yang lebih baik dan ketahanan benturan pada tingkat kekerasan yang sama;

Ikatan Metalurgi yang Kuat: Dengan kekuatan tarik >500 MPa, lebih tinggi dari kekuatan bahan dasar;

Tingkat Pengenceran Rendah: Tingkat pengenceran kelongsong laser adalah ≤3%, membuatnya 3-5 HRC lebih keras daripada kelongsong plasma;

Struktur Berbutir Halus: Lapisan kelongsong padat, bebas dari porositas, dan menunjukkan isotropi;

Kekerasan Seragam: Tidak ada titik lunak, dengan varian kekerasan ≤3 HRC, memastikan konsistensi yang sangat baik dalam kedalaman efektif.

2. Status dan Kemajuan Terkini dalam Pompa dan Katup Pelapis Laser Aplikasi

Pada tahun 1990-an, para ahli seperti Wang Aihua dari Universitas Sains dan Teknologi Huazhong dan Shi Shihong dari Universitas Soochow mulai meneliti teknologi kelongsong laser dan bahan untuk pompa dan katup, dan mencapai hasil yang signifikan. Namun, karena beberapa kendala, aplikasi industri kelongsong laser pada permukaan penyegelan keras katup pompa tidak pecah selama bertahun-tahun.

Sejak tahun 2010, industri pompa dan katup telah menghadapi masalah serius dengan persaingan tingkat rendah, kelebihan pasokan produk kelas bawah, dan kesulitan memasuki pasar kelas atas. Hal ini telah mendorong banyak perusahaan pompa dan katup untuk meningkatkan investasi mereka dalam inovasi teknologi dan bergerak ke arah produksi produk kelas atas untuk aplikasi seperti suhu sangat rendah, tenaga nuklir, dan industri kimia.

Pada tahun 2012, Wenzhou menjadi rumah bagi klaster industri laser dan optoelektronik tingkat nasional. Didukung oleh inisiatif pemerintah setempat, Universitas Wenzhou, Universitas Zhejiang Gongshang, dan Universitas Teknologi Zhejiang mulai berkolaborasi dalam beberapa proyek laser utama untuk industri pompa dan katup.

Sebagai contoh, tim dari Universitas Teknologi Zhejiang, yang dipimpin oleh Profesor Yao Jianhua, mengembangkan kelongsong laser untuk paduan Fe-C-Cr-Si-Mo untuk memproduksi katup. Proses ini menghasilkan lapisan kelongsong yang diikat secara metalurgi dengan kekerasan rata-rata 640 HV0.2, yang secara signifikan mengungguli kekerasan bahan dasar 170 HV0.2. Ini kelongsong laser Metode ini meningkatkan ketahanan aus hingga tiga kali lipat dibandingkan dengan proses tradisional.

3. Pelapis Laser Proses dan Bahan untuk Produk Pompa dan Katup

Dalam kelongsong laser, bahan dasar yang berbeda digunakan tergantung pada kondisi operasi. Bahan dasar yang umum digunakan adalah coran baja karbon, baja paduan rendah, baja feritik, baja tahan karat austenitik, baja tahan karat martensitik, nikel, dan paduan nikel.

Produk pompa dan katup adalah barang khusus, dan banyak aplikasi yang melibatkan masalah keamanan. The kelongsong laser untuk permukaan penyegelan katup pompa harus mematuhi standar yang ketat untuk memastikan kualitas lasan. Pelapis laser harus mempertimbangkan faktor-faktor seperti bahan, bentuk struktur, dan sifat perlakuan panas. Untuk menstandarkan proses untuk produk pompa dan katup, Jiuheng Optoelektronik telah mengembangkan satu set “Persyaratan Teknis Kelongsong Laser untuk Permukaan Penyegelan Pompa dan Katup” berdasarkan pengalaman bertahun-tahun. Standar ini menentukan suhu pra-pengelasan, prosedur perlakuan panas, kontrol laju pengenceran, dan dimensi untuk lapisan kelongsong dan lapisan transisi.

4. Tiga Aplikasi Khas dari Pelapis Laser dalam Produk Pompa dan Katup

1. Pelapis Laser pada Katup Bola Tahan Aus Silikon Polikristalin

Dalam industri silikon polikristalin, katup bola tahan aus silikon polikristalin dengan diameter DN80 digunakan dalam perangkat pemulihan gas buang untuk menggantikan katup impor. Media terdiri dari bubuk silikon dan klorosilan, dengan kekerasan bubuk silikon sekitar HRC63-65, dan suhu media mencapai 450 ° C. Katup mengalami erosi yang kuat. Katupnya adalah kelongsong laser dari lapisan komposit super-tahan aus logam-keramik pada permukaan penyegelan katup bola menggantikan lapisan WC semprotan supersonik asli. Struktur kelongsong ini menunjukkan ketahanan aus dan ketahanan erosi yang sangat baik, yang secara signifikan lebih tahan lama daripada katup impor.

2. Pelapis Laser pada Pompa Air Umpan Suhu Tinggi untuk Industri Kimia Batubara

Untuk pompa air umpan suhu tinggi di perusahaan kimia energi, digunakan untuk mengalirkan air abu-abu dengan kandungan padatan hingga 0,5% pada suhu 120°C, kelongsong laser pada komponen seperti pelapis impeler, pelapis bodi pompa, selongsong keseimbangan, dan cakram keseimbangan meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus pada permukaan penyegelan. Setelah 18 bulan pengujian di lingkungan kimia batu bara dengan kandungan partikel tinggi, proses kelongsong laser-Komponen yang diberi perlakuan menunjukkan ketahanan erosi hingga 6 kali lebih baik dibandingkan dengan metode pengelasan tradisional.

3. Pelapis Laser pada Katup Bola Bertekanan Tinggi 2500BL

Dalam industri seperti bahan kimia batu bara, batu bara menjadi minyak, silikon polikristalin, dan minyak bumi, katup bola tahan aus khusus bertekanan tinggi banyak digunakan. Jiuheng Optoelektronik dan Wallcolmonoy Corporation memelopori penggunaan kelongsong laser dengan paduan berbasis nikel Colmonoy 88 pada katup bola bertekanan tinggi 2500BL. Teknologi ini meningkatkan kinerja katup, dengan kekerasan yang lebih tinggi dan tingkat pengenceran yang lebih rendah dibandingkan dengan proses PTA, yang secara signifikan meningkatkan kinerja katup secara keseluruhan.

5. Kesimpulan

Seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi modern, lingkungan kerja untuk komponen menjadi semakin kompleks, yang membutuhkan kinerja permukaan yang tinggi. Pompa dan katup, yang terpapar media abrasif dan korosif, harus memiliki kekerasan, ketahanan aus, dan ketahanan korosi yang tinggi. Pelapis laser untuk permukaan penyegelan katup bertekanan tinggi meningkatkan sifat-sifat ini. Dibandingkan dengan metode tradisional, kelongsong laser secara signifikan meningkatkan kualitas permukaan, ketahanan aus, dan distorsi panas, dengan kontrol lapisan yang tepat dan ikatan metalurgi yang sangat baik antara kelongsong dan bahan dasar. Proses ini sangat memperpanjang masa pakai produk pompa dan katup, meningkatkan kandungan teknologi dan nilai tambahnya. Pelapis laser berkontribusi pada produksi katup kelas atas dalam negeri, secara bertahap menggantikan katup impor dan meningkatkan peningkatan industri dan kemampuan inovasi regional, yang secara signifikan meningkatkan daya saing China di pasar pompa dan katup global.