Промышленное применение технологии лазерной наплавки

Центробежные насосы широко используются в таких отраслях, как энергетика, металлургия, угольная промышленность и производство строительных материалов, для транспортировки пульпы, содержащей твердые частицы, а клапаны регулируют поток таких жидкостей, как воздух, вода, пар, агрессивные среды, шлам, масло, жидкий металл и радиоактивные вещества. Важность насосов и клапанов в современной промышленности трудно переоценить, поскольку эти изделия постоянно подвергаются воздействию абразивных и коррозионных сред, что требует от них твердых, износостойких и коррозионностойких поверхностей. Традиционные процессы поверхностного упрочнения имеют свои ограничения, поэтому лазерная наплавка Технология, позволяющая изменить ситуацию в области насосов и клапанов высокого класса.

Лазерная наплавка постепенно становится “секретным оружием” в разработке и производстве высококлассных насосов и клапанов, таких как вкладыши для центробежных насосов, балансировочные втулки, балансировочные диски, шаровые краны, задвижки и регулирующие клапаны. Используя точность лазерной технологии, лазерная наплавка открывает новые возможности для применения насосов и клапанов высокого класса.

1. Преимущества Лазерная наплавка По сравнению с традиционными методами

Традиционно уплотнительные поверхности насосов и клапанов улучшаются следующими методами:

Твердое хромированное покрытие: Толщина покрытия <0,1 мм, в основном используется для мягких уплотнений, склонных к растрескиванию и отслаиванию;

Термическая сварка напылением: Основной метод для жестких уплотнений, с толщиной покрытия от 1-1,5 мм, склонный к высокой термической деформации и износу покрытия в тонких слоях;

Дуговая сварка: Включая MIG, TIG, PTA, с толщиной покрытия от 3-5 мм, что приводит к большим потерям материала, высокой степени разбавления и неравномерному распределению твердости.

В отличие от, лазерная наплавка предлагает следующие ключевые преимущества:

Высокая прочность: Мелкозернистая структура наплавки обеспечивает повышенную износостойкость и некоторую ударопрочность при том же уровне твердости;

Прочное металлургическое соединение: Прочность на разрыв >500 МПа, выше, чем прочность основного материала;

Низкая степень разбавления: Скорость разбавления лазерная наплавка ≤3%, что на 3-5 HRC тверже, чем плазменная наплавка;

Мелкозернистая структура: Плакирующий слой плотный, без пористости и обладает изотропией;

Равномерная твердость: Отсутствие мягких участков, разброс твердости ≤3 HRC, что обеспечивает превосходную согласованность в пределах эффективной глубины.

2. Современное состояние и достижения в области насосов и клапанов Лазерная наплавка Приложения

В 1990-х годах такие специалисты, как Ван Айхуа из Хуачжунского научно-технического университета и Ши Шихун из Университета Сучоу, начали исследовать технологию лазерной наплавки и материалы для насосов и клапанов, добившись значительных результатов. Однако из-за ряда трудностей промышленное применение лазерная наплавка на твердых уплотнительных поверхностях клапанов насосов не прорывались в течение многих лет.

С 2010 года отрасль насосов и клапанов столкнулась с серьезными проблемами, связанными с низким уровнем конкуренции, избыточным предложением продукции низкого класса и трудностями выхода на рынки высокого класса. Это побудило многие компании, производящие насосы и клапаны, увеличить инвестиции в технологические инновации и перейти к производству высокотехнологичной продукции для таких областей применения, как сверхнизкие температуры, атомная энергетика и химическая промышленность.

В 2012 году Вэньчжоу стал домом для промышленного кластера лазерной и оптоэлектронной промышленности национального уровня. При поддержке инициатив местных властей Университет Вэньчжоу, Чжэцзянский университет Гуншань и Чжэцзянский технологический университет начали сотрудничать в нескольких крупных лазерных проектах для насосной и клапанной промышленности.

Например, команда из Чжэцзянского технологического университета под руководством профессора Яо Цзяньхуа разработала лазерная наплавка технология для сплавов Fe-C-Cr-Si-Mo для производства клапанов. В результате этого процесса был получен металлургически скрепленный плакирующий слой со средней твердостью 640 HV0,2, что значительно превосходит твердость основного материала 170 HV0,2. Этот лазерная наплавка Метод в три раза увеличивает износостойкость по сравнению с традиционными процессами.

3. Лазерная наплавка Процесс и материалы для производства насосов и клапанов

В лазерная наплавка, В зависимости от условий эксплуатации используются различные материалы основы. К распространенным материалам основы относятся литейная углеродистая сталь, низколегированные стали, ферритные стали, аустенитные нержавеющие стали, мартенситные нержавеющие стали, никель и никелевые сплавы.

Насосы и клапаны являются специализированными изделиями, и во многих случаях их применение связано с вопросами безопасности. Сайт лазерная наплавка Процесс изготовления уплотнительных поверхностей клапанов насосов должен соответствовать строгим стандартам, чтобы обеспечить качество сварного шва. Лазерная наплавка необходимо учитывать такие факторы, как материал, форма структуры и свойства термообработки. Чтобы стандартизировать процесс для насосов и клапанов, компания Jiuheng Optoelectronics на основе многолетнего опыта разработала набор “Технических требований к лазерной наплавке уплотнительных поверхностей насосов и клапанов”. Эти стандарты определяют температуру перед сваркой, процедуры термообработки, контроль степени разбавления, а также размеры плакирующего и переходного слоев.

4. Три типичных применения Лазерная наплавка в разделе Насосы и клапаны

1. Лазерная наплавка Износостойкие шаровые краны из поликристаллического кремния

В промышленности поликристаллического кремния износостойкие шаровые краны из поликристаллического кремния диаметром DN80 используются в устройствах рекуперации дымовых газов для замены импортных клапанов. Рабочая среда состоит из кремниевого порошка и хлорсилана, твердость кремниевого порошка составляет около HRC63-65, а температура рабочей среды достигает 450°C. Клапан подвержен сильной эрозии. Сайт лазерная наплавка Металлокерамическое сверхизносостойкое композитное покрытие на уплотнительной поверхности шарового крана заменяет оригинальное покрытие WC, наносимое сверхзвуковым распылением. Такая структура покрытия демонстрирует отличную износостойкость и эрозионную стойкость, значительно превосходя по сроку службы импортные краны.

2. Лазерная наплавка о Высокотемпературные насосы питательной воды для угольной химической промышленности

Для высокотемпературных насосов питательной воды на предприятиях энергохимии, используемых для перекачки серой воды с содержанием твердых частиц до 0,5% при температуре 120°C, лазерная наплавка на таких компонентах, как футеровка рабочего колеса, футеровка корпуса насоса, балансировочные втулки и балансировочные диски, повышает твердость и износостойкость уплотнительных поверхностей. После 18 месяцев испытаний в химической среде с высоким содержанием частиц угля лазерная наплавка-Обработанные детали показали в 6 раз лучшую стойкость к эрозии по сравнению с традиционными методами сварки.

3. Лазерная наплавка на шаровые краны высокого давления 2500BL

В таких отраслях, как углехимическая, угледобывающая, поликристаллический кремний и нефтяная, широко используются специальные износостойкие шаровые краны высокого давления. Компании Jiuheng Optoelectronics и Wallcolmonoy Corporation стали пионерами в использовании лазерная наплавка с использованием сплавов на основе никеля Colmonoy 88 на шаровых кранах высокого давления 2500BL. Эта технология улучшает эксплуатационные характеристики кранов, обеспечивая более высокую твердость и более низкий уровень разбавления по сравнению с процессами PTA, что значительно повышает общую производительность кранов.

5. Заключение

По мере развития науки и техники рабочие условия для компонентов становятся все более сложными, что требует высоких эксплуатационных характеристик поверхности. Насосы и клапаны, подвергающиеся воздействию абразивных и коррозионных сред, должны обладать высокой твердостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью. Лазерная наплавка Технология для уплотнительных поверхностей клапанов высокого давления улучшает эти свойства. По сравнению с традиционными методами, лазерная наплавка значительно улучшает качество поверхности, износостойкость и термическое искажение, обеспечивая точный контроль слоя и превосходное металлургическое сцепление между наплавкой и основным материалом. Этот процесс значительно продлевает срок службы насосов и клапанов, повышает их технологичность и добавленную стоимость. Лазерная наплавка Способствует отечественному производству высококачественной арматуры, постепенно замещая импортную арматуру и повышая промышленную модернизацию и региональные инновационные возможности, значительно повышая конкурентоспособность Китая на мировом рынке насосов и арматуры.