激光熔覆技術在農機設備中的應用
時間：2022-02-28 16:15 閱讀：3134 次
農業機械的使用強度高，工作環境條件差，許多農機零部件在長期使用中處于超負荷運行的狀態，因此很容易出現塑性變形、磨損、裂紋、腐蝕等問題。為促進農業現代化的發展，為農業機械的修復與強化提供研究方向，需加強激光熔覆技術在農業機械修復與強化上的應用。下面介紹激光熔覆技術在農機設備中的應用。
原位修復：原位修復是指對缺損的零部件進行特定的處理使其恢復原有尺寸，而激光熔覆是主要的原位修復技術之一，由于其修復的零件具有不易變形、冷卻速度快、精度高、性能優秀等優點，已經在農業機械修復領域中得到了廣泛地應用。比如，齒輪部件在農機運行的過程中，會受到較強的交變應力的影響，容易導致飛邊、啃齒、變形等問題，采用激光熔覆技術則可以使缺損的齒輪恢復原有的尺寸。
此外，軸類部件也是農業機械中經常需要修復的零部件之一。軸類部件除了會受交變應力的作用，還會受到摩擦磨損的影響，且摩擦磨損的影響更為顯著，這也是致使其損壞的主要原因。應用激光熔覆技術對軸承進行原位修復，能夠填補劃痕并恢復轉軸的表面形貌。激光熔覆技術所制備的涂層的厚度較薄，作業人員能有效地對熔覆涂層進行厚度控制，從而保證被修復零部件的幾何公差和尺寸精度。
提高耐磨性：提高耐磨性的熔覆材料有很多，其中鐵基熔覆材料是農業機械領域內應用最多最廣泛的一種。鐵基合金因與農機零部件基材成分相近，有良好的冶金結合，且涂層具有較高的耐磨性、較低的成本，得到了廣泛地應用。單鐵基合金也存在熔點高、合金自熔性差、抗氧化性差、流動性不好、氣孔夾渣較多等缺點。后來為了改善鐵基合金，添加B和SI元素的Fe基自熔性合金能進一步提升耐磨性能。另外，在熔覆材料中加入稀土元素能改善熔覆涂層的耐磨性能。
提高耐腐蝕性：農業機械耕作部件經常在農藥、化肥、有機肥等潮濕且具有腐蝕性環境中工作，從而加速農機具的損壞。激光熔覆粉末成分將直接影響熔覆層的耐腐蝕性，在耐腐蝕性能的研究探索中，鎳基自熔性合金粉末在激光熔覆材料中的研究最為突出，普遍應用于局部要求耐腐蝕構件的修補。隨著研究的深入，學者們發現在熔覆過程中外場條件的添加和控制對熔覆層耐腐蝕性能有顯著的影響。
提高硬度：適當的激光熔覆工藝控制實現了熔覆層快速熔化、快速凝固，形成非平衡、亞結晶狀態的枝狀共晶組織，Si原子的固溶強化和激光處理后組織的細晶強化作用，形成了平整、致密、熱影響小的優質熔覆層，顯著提高了涂層硬度。
為實現激光熔覆技術在農業機械修復領域的推廣應用，今后可以從以下三個方向進行研究：
1.借鑒高端制造業行業積累的研究成果，結合農業機械修復強化的實際生產狀況，，改變農業機械設計與制造水平低、發展速度慢的現狀。瑞豐光電激光專注十六年的研發技術和生產，憑借多年的激光設備研發經驗，產品技術成熟，產品性能安全穩定。公司遵循“技術創新、產品創新、服務創新”的經營理念，給客戶提供最優質的產品及服務。
2.研發適用于農業機械修復與強化的新型復合材料粉末。在已有的材料體系上，結合農業機械的特點，設計出適合不同工況的優質熔覆材料粉末體系。
3.激光熔覆是多種工藝參數共同作用下的結果，選擇合適的工藝參數組合才能獲得最佳性能的熔覆涂層。因此，研究工藝參數的優化設計有其非常重要的實際意義。
以上就是激光熔覆技術在農機設備中的應用，激光熔覆技術經過近半個世紀的研究，在高端制造領域已經積累了大量的實驗數據和基礎理論。而由于農業機械自身的特點、工作對象的復雜性，其制造、修復和強化手段要滯后于高端制造領域。因此，激光熔覆技術在農業機械修復強化的要更深入的研究拓展。
原位修復：原位修復是指對缺損的零部件進行特定的處理使其恢復原有尺寸，而激光熔覆是主要的原位修復技術之一，由于其修復的零件具有不易變形、冷卻速度快、精度高、性能優秀等優點，已經在農業機械修復領域中得到了廣泛地應用。比如，齒輪部件在農機運行的過程中，會受到較強的交變應力的影響，容易導致飛邊、啃齒、變形等問題，采用激光熔覆技術則可以使缺損的齒輪恢復原有的尺寸。
此外，軸類部件也是農業機械中經常需要修復的零部件之一。軸類部件除了會受交變應力的作用，還會受到摩擦磨損的影響，且摩擦磨損的影響更為顯著，這也是致使其損壞的主要原因。應用激光熔覆技術對軸承進行原位修復，能夠填補劃痕并恢復轉軸的表面形貌。激光熔覆技術所制備的涂層的厚度較薄，作業人員能有效地對熔覆涂層進行厚度控制，從而保證被修復零部件的幾何公差和尺寸精度。
提高耐磨性：提高耐磨性的熔覆材料有很多，其中鐵基熔覆材料是農業機械領域內應用最多最廣泛的一種。鐵基合金因與農機零部件基材成分相近，有良好的冶金結合，且涂層具有較高的耐磨性、較低的成本，得到了廣泛地應用。單鐵基合金也存在熔點高、合金自熔性差、抗氧化性差、流動性不好、氣孔夾渣較多等缺點。后來為了改善鐵基合金，添加B和SI元素的Fe基自熔性合金能進一步提升耐磨性能。另外，在熔覆材料中加入稀土元素能改善熔覆涂層的耐磨性能。
提高硬度：適當的激光熔覆工藝控制實現了熔覆層快速熔化、快速凝固，形成非平衡、亞結晶狀態的枝狀共晶組織，Si原子的固溶強化和激光處理后組織的細晶強化作用，形成了平整、致密、熱影響小的優質熔覆層，顯著提高了涂層硬度。
為實現激光熔覆技術在農業機械修復領域的推廣應用，今后可以從以下三個方向進行研究：
1.借鑒高端制造業行業積累的研究成果，結合農業機械修復強化的實際生產狀況，，改變農業機械設計與制造水平低、發展速度慢的現狀。瑞豐光電激光專注十六年的研發技術和生產，憑借多年的激光設備研發經驗，產品技術成熟，產品性能安全穩定。公司遵循“技術創新、產品創新、服務創新”的經營理念，給客戶提供最優質的產品及服務。
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