Lazer Kaplama Teknolojisinin Endüstriyel Uygulamaları

Santrifüj pompalar enerji, metalürji, kömür ve inşaat malzemeleri gibi sektörlerde katı parçacıklar içeren bulamacı taşımak için yaygın olarak kullanılırken, vanalar hava, su, buhar, aşındırıcı ortam, bulamaç, yağ, sıvı metal ve radyoaktif maddeler gibi akışkanların akışını kontrol eder. Bu ürünler sürekli olarak aşındırıcı ve korozif ortamlara maruz kaldığından, hem sert, hem aşınmaya hem de korozyona dayanıklı yüzeyler gerektirdiğinden, modern endüstriyel uygulamalarda pompaların ve vanaların önemi abartılamaz. Geleneksel yüzey sertleştirme işlemlerinin sınırlamaları vardır, işte bu noktada lazer kaplama teknolojisi, üst düzey pompa ve valf ürünleri için oyunun kurallarını değiştiren bir unsur olarak devreye giriyor.

Lazer Kaplama santrifüj pompa gömlekleri, denge kovanları, denge diskleri, küresel vanalar, sürgülü vanalar ve kontrol vanaları gibi üst düzey pompa ve vana ürünlerinin geliştirilmesi ve üretiminde giderek “gizli silah” haline gelmiştir. Lazer teknolojisinin hassasiyetinden yararlanarak, lazer kaplama üst düzey pompa ve valf uygulamaları için yeni kapılar açıyor.

1. Avantajları Lazer Kaplama Geleneksel Yöntemlere Göre

Geleneksel olarak, pompa ve vana sızdırmazlık yüzeyleri aşağıdaki yöntemler kullanılarak geliştirilmiştir:

Sert Krom Kaplama: Kaplama kalınlığı <0,1 mm, öncelikle yumuşak contalar için kullanılır, çatlama ve soyulmaya eğilimlidir;

Termal Sprey Kaynağı: Kaplama kalınlığı 1-1,5 mm arasında değişen, daha ince katmanlarda yüksek termal deformasyona ve kaplama aşınmasına eğilimli sert contalar için ana yöntem;

Ark Kaynağı: MIG, TIG, PTA dahil olmak üzere, 3-5 mm arasında değişen kaplama kalınlığı ile yüksek malzeme israfına, yüksek seyreltme oranlarına ve eşit olmayan sertlik dağılımına yol açar.

Tersine, lazer kaplama aşağıdaki temel avantajları sunar:

Yüksek Tokluk: İnce taneli kaplama yapısı, aynı sertlik seviyesinde daha iyi aşınma direnci ve bir miktar darbe direnci sağlar;

Güçlü Metalurjik Bağ: Çekme mukavemeti >500 MPa, temel malzeme mukavemetinden daha yüksek;

Düşük Seyreltme Oranı: Seyreltme oranı lazer kaplama ≤3% olup, plazma kaplamadan 3-5 HRC daha serttir;

İnce Taneli Yapı: Kaplama tabakası yoğundur, gözeneklilik içermez ve izotropi sergiler;

Düzgün Sertlik: Yumuşak noktalar yoktur, ≤3 HRC sertlik farkı ile etkili derinlik içinde mükemmel tutarlılık sağlar.

2. Pompa ve Vana Alanında Mevcut Durum ve Gelişmeler Lazer Kaplama Uygulamalar

1990'larda Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Wang Aihua ve Soochow Üniversitesi'nden Shi Shihong gibi uzmanlar pompa ve vanalar için lazer kaplama teknolojisi ve malzemeleri araştırmaya başladı ve önemli sonuçlar elde etti. Ancak, çeşitli kısıtlamalar nedeniyle, endüstriyel uygulama lazer kaplama pompa valfindeki sert sızdırmazlık yüzeyleri uzun yıllar boyunca kırılmadı.

2010 yılından bu yana, pompa ve vana endüstrisi düşük seviyeli rekabet, düşük kaliteli ürünlerin aşırı arzı ve yüksek kaliteli pazarlara girme zorluğu gibi ciddi sorunlarla karşı karşıya kalmıştır. Bu durum, birçok pompa ve vana şirketini teknolojik inovasyon yatırımlarını artırmaya ve ultra düşük sıcaklık, nükleer enerji ve kimya endüstrileri gibi uygulamalar için üst düzey ürünler üretmeye yöneltti.

2012 yılında Wenzhou ulusal düzeyde bir lazer ve optoelektronik sanayi kümelenmesine ev sahipliği yapmaya başladı. Yerel hükümetin girişimleriyle desteklenen Wenzhou Üniversitesi, Zhejiang Gongshang Üniversitesi ve Zhejiang Teknoloji Üniversitesi, pompa ve valf endüstrisi için birkaç büyük lazer projesi üzerinde işbirliği yapmaya başladı.

Örneğin, Zhejiang Teknoloji Üniversitesi'nden Profesör Yao Jianhua liderliğindeki ekip lazer kaplama Fe-C-Cr-Si-Mo alaşımları için valf üretimi teknolojisi. Bu süreç, ortalama 640 HV0.2 sertliğe sahip metalürjik olarak bağlanmış bir kaplama tabakası ile sonuçlandı ve ana malzemenin 170 HV0.2 sertliğinden önemli ölçüde daha iyi performans gösterdi. Bu lazer kaplama yöntemi, geleneksel proseslere kıyasla aşınma direncini üç katına çıkarmıştır.

3. Lazer Kaplama Pompa ve Vana Ürünleri için Proses ve Malzemeler

İçinde lazer kaplama, Çalışma koşullarına bağlı olarak farklı ana malzemeler kullanılır. Yaygın temel malzemeler arasında karbon çelik dökümler, düşük alaşımlı çelikler, ferritik çelikler, östenitik paslanmaz çelikler, martensitik paslanmaz çelikler, nikel ve nikel alaşımları bulunur.

Pompa ve vana ürünleri özel ürünlerdir ve birçok uygulama güvenlik endişeleri içerir. Bu nedenle lazer kaplama Pompa vanası sızdırmazlık yüzeyleri için işlem, kaynağın kalitesini sağlamak için katı standartlara uymalıdır. Lazer kaplama malzeme, yapı şekli ve ısıl işlem özellikleri gibi faktörleri dikkate almalıdır. Jiuheng Optoelectronics, pompa ve valf ürünlerine yönelik süreci standartlaştırmak için yılların deneyimine dayanan bir dizi “Pompa ve Valf Sızdırmazlık Yüzeyleri için Lazer Kaplama Teknik Gereksinimleri” geliştirmiştir. Bu standartlar, kaplama katmanı ve geçiş katmanları için kaynak öncesi sıcaklığı, ısıl işlem prosedürlerini, seyreltme oranı kontrollerini ve boyutları belirtir.

4. Üç Tipik Uygulama Lazer Kaplama in Pompa ve Vana Ürünleri

1. Lazer Kaplama Polikristal Silikon Aşınmaya Dayanıklı Küresel Vanalar Üzerine

Polikristalin silikon endüstrisinde, DN80 çaplı polikristalin silikon aşınmaya dayanıklı küresel vanalar, ithal vanaların yerini almak üzere baca gazı geri kazanım cihazlarında kullanılmaktadır. Ortam, silikon tozu ve klorosilandan oluşur, silikon tozu sertliği HRC63-65 civarındadır ve ortam sıcaklığı 450°C'ye ulaşır. Vana güçlü erozyona maruz kalır. Bu lazer kaplama Küresel vananın sızdırmazlık yüzeyindeki metal-seramik süper aşınmaya dayanıklı kompozit kaplama, orijinal süpersonik sprey WC kaplamanın yerini almıştır. Bu kaplama yapısı mükemmel aşınma direnci ve erozyon direnci sergileyerek ithal vanalardan önemli ölçüde daha uzun ömürlüdür.

2. Lazer Kaplama Kömür Kimya Endüstrisi için Yüksek Sıcaklık Besleme Suyu Pompaları üzerine

Enerji kimya şirketlerinde yüksek sıcaklık besleme suyu pompaları için, 120°C'de 0,5%'ye kadar katı madde içeriğine sahip gri suyu taşımak için kullanılır, lazer kaplama çark gömlekleri, pompa gövdesi gömlekleri, balans kovanları ve balans diskleri gibi bileşenlerde sızdırmazlık yüzeylerinin sertliğini ve aşınma direncini artırır. Yüksek partikül içerikli kömür kimyasal ortamlarında 18 ay süren testlerin ardından lazer kaplama-işlenmiş bileşenler, geleneksel kaynak yöntemlerine kıyasla 6 kata kadar daha iyi erozyon direnci göstermiştir.

3. 2500BL Yüksek Basınçlı Küresel Vanalarda Lazer Kaplama

Kömür kimyası, kömürden petrole, polikristal silikon ve petrol gibi endüstrilerde, yüksek basınçlı özel aşınmaya dayanıklı küresel vanalar yaygın olarak kullanılmaktadır. Jiuheng Optoelectronics ve Wallcolmonoy Corporation, aşınmaya dayanıklı küresel vanaların kullanımına öncülük etmiştir. lazer kaplama 2500BL yüksek basınçlı küresel vanalarda Colmonoy 88 nikel bazlı alaşımlarla. Bu teknoloji, PTA proseslerine kıyasla daha yüksek sertlik ve daha düşük seyreltme oranı ile valf performansını iyileştirerek valflerin genel performansını önemli ölçüde artırır.

5. Sonuç

Modern bilim ve teknoloji ilerledikçe, bileşenler için çalışma ortamları giderek daha karmaşık hale geldi ve yüksek yüzey performansı gerektirdi. Aşındırıcı ve korozif ortamlara maruz kalan pompalar ve vanalar yüksek sertliğe, aşınma direncine ve korozyon direncine sahip olmalıdır. Lazer kaplama teknolojisi, yüksek basınçlı valf sızdırmazlık yüzeyleri için bu özellikleri geliştirir. Geleneksel yöntemlerle karşılaştırıldığında, lazer kaplama hassas katman kontrolü ve kaplama ile ana malzeme arasında mükemmel metalürjik bağ ile yüzey kalitesini, aşınma direncini ve ısı bozulmasını önemli ölçüde iyileştirir. Bu işlem, pompa ve valf ürünlerinin hizmet ömrünü büyük ölçüde uzatarak teknolojik içeriklerini ve katma değerlerini artırır. Lazer kaplama yüksek kaliteli vanaların yerli üretimine katkıda bulunarak, kademeli olarak ithal vanaların yerini almakta ve endüstriyel iyileştirme ve bölgesel inovasyon yeteneklerini geliştirerek Çin'in küresel pompa ve vana pazarındaki rekabet gücünü önemli ölçüde artırmaktadır.