一种用于汽车发动机曲轴表面进行激光熔覆的方法。所述方法如下：1）以同步送粉的方式，将调配好的镍基陶瓷合金粉末熔覆在曲轴的表面，通过激光束扫描使粉末材料与曲轴表面同时熔化，混合液体合金在室温下通过空冷快速凝固，从而形成一层合金熔覆层。2）通过机械加工方式，使熔覆层表面达到曲轴的装配及工作要求。所述方法具有如下优点：1）提高了熔覆后曲轴表面的强度、耐磨性、耐高温及耐腐蚀性；2）熔覆层变形小，组织致密，微观缺陷少，结合强度高，对曲轴表面的稀释率低；3）熔覆层的尺寸和位置可以准确控制，所述的成分可根据工况的需求方便调节；4）延长了曲轴的使用寿命，提高了发动机的整体性能，节约了维修成本。
随着现代科学技术和工业不断发展，零部件的工作环境越来越趋于复杂化，表面性能的要求也越来越高，因此零件报废率大大增加。通常由于表面失效而报废的零件主要有转子叶片、辊轴类零件、齿轮类零件、接头类零件等。在零部件整体性能满足工况的条件下，仅为表面损伤的零部件都是可以修复。如果能对因误加工或服役损伤而致使报废的零件进行修复，不仅能够挽回巨大的经济和时间损失，还可以提高资源的利用率，也符合中国可持续发展的战略。
当今国内外对激光熔覆的研究大致从以下几个角度出发：一是激光熔覆的机理研究；二是激光熔覆工艺及其组织性能的研究；三是激光熔覆的应用研究。现对激光熔覆的各方面研究发展状况作以介绍，并指出其存在的主要问题及其今后的发展方向。
激光熔覆工艺及其组织性能的研究
激光熔覆工艺方法有两种类型：
1.一步法（同步法）该方法为在激光束辐照工件的同时向激光作用区送熔覆材料的工艺，它又有两种方法。
①同步送粉法：使用喷射送粉装置将单种或混合粉末送入熔池，控制粉末送入量和激光扫描速度即可调整熔覆层的厚度。由于松散的粉末对激光的吸收率大，热效率较高，可获得比其他方法更厚的熔覆层，容易实现自动化。国外实际生产中采用较多。
②同步送丝法：此法工艺原理虽与同步送粉法相同，但熔覆材料是预先加工成丝材或使用填充丝材。此法便利且不浪费材料，更易保证熔覆层的成分均匀性，尤其是当熔覆层是复合材料时，不会因粉末比重或粒度大小的不同而影响覆层质量，且通过对丝材进行预热的精细处理可提高熔覆速率；但是丝材表面光滑，对激光的反射较强，激光利用率相时较低。此外，线材制造过程较复杂，且品种规格少。
2.二步法（预置法）该法是在激光熔覆处理前，先将熔覆材料置于工作表面，然后采用激光将其熔化，冷凝后形成熔覆层。预置熔覆材料的方式包括：
①预置涂覆层：通常是应用手工涂敷，为经济、方便，它是用粘结剂将熔覆用粉末调成糊状置于工件表面，干燥后再进行激光熔覆处理。此法生产效率低，熔覆厚度不一致，不宜用于大批量生产。
②预置片：将熔覆材料的粉末加入少量粘结剂模压成片，置于工件需熔覆部位，再进行激光处理。此法粉末利用率高，且质量稳定，适宜于一些深孔零件，如小口径阀体，采用此法处理能获得高质量涂层。
曲轴的激光熔覆修复工艺过程如下：
(1)做外观品质检验：肉眼观察是否有明显的锈蚀、划伤、磕碰、补焊等现象;然后进行着色探伤检查工件表面是否存在裂纹、气孔、砂眼等缺陷;再用便携硬度计检测工件需熔覆位置及周边的硬度。
(2)曲轴熔覆面的表面前处理。去除表面氧化层，采用手工磨削加工，再用清除表面的杂物。
(3)装卡待熔覆曲轴，调整激光光路，编制熔覆程序。
(4)在45# 钢的样件上进行工艺试验，制作激光熔覆试样，进行硬度梯度、金相、强度试验、耐磨、耐疲劳试验等分析，优化激光熔覆工艺，直到达到工艺要求。
(5)进行激光熔覆，在熔覆过程中的具体工艺如下：激光功率2 000 W;扫描速度220 ~ 500 mm/min;光斑大小 3 ~ 6 mm，合金粉末为铁基自熔性合金粉末XS-320，送粉量8 ~ 40 g/min，搭接量：35 ~ 40 %。熔覆过程中气保护熔池，送气压力：0.05 MPa。
(6)检查激光熔覆表面的品质，对于表面个别缺陷进行局部修复，检测熔覆后尺寸，确保熔覆面加工后熔覆层厚度能够达到要求。
以上信息由专业从事曲轴激光熔覆修复的沪联电机维修于2024/6/8 5:32:35发布
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