激光技术在冶金行业的应用

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1、1、富通公司简介上海富通激光工程技术研究所成立于2000年，由国外留 学人员国内知名专家组建，专业从事激光技术应用、工艺 研究、激光元件的设计、大功率激光器及成套设备的研发 、生产和销售。公司拥有国内知名激光器研发专家、工艺 与材料专家、机械装备专家、著名导光系统设计专家、高 级工程师等高级科研队伍，技术人员占公司员工比例60% ，不断进行科技创新和激光领域的探索，专业提供激光相 变硬化(激光淬火)、激光熔凝、激光熔覆（激光修复）、 激 光合金化、 激光表面复合处理、 激光焊接系统工程解决方 案，解决技术难题。1.富通激光表面工程技术1.1 激光表面强化技术 1.1.1技术原理激光表面强化技术

2、基于激光束的高 能量密度加热和工件自冷却两个过程。 激光表面强化表层得到强化,可提高 表层硬度、强度、耐磨性，同时又使心 部仍保持较好的韧性，使工件得到结构 性的性能组合。1.1 激光表面强化技术1.1.2技术特点1.局部处理2.硬度高3.耐磨性好4.热变形小5.表层压应力6.强化铸铁件、不锈钢件传统热处理无法做到，或很难做到的技术领域， 我们可以！1.富通激光表面工程技术1.2激光表面修复技术 1.2.1技术原理激光修复就是利用高能量密度的激光 束，在因磨损而失效的工件表面上熔覆 一层合金，使工件恢复原貌，具有甚至 超过原来的使用性能。熔覆过程是熔覆材料的冶金过程，基 体表面微熔，熔覆材料和

3、基体达到冶金 结合。1.2 激光表面修复技术1.2.2技术特点1.冶金结合层2.热影响区和热变形小3.根据需要定制表面性能4.效率高5.修复铸铁件热喷涂组织激光熔覆组织富通集团 激光表面工程技术冶金 1、轧机 卷曲机 破碎机 烧结机 剪机 减速机 压缩机 膨胀机 风机 泵 TKT 2、大宗消耗件石油化工 1、烟气轮机 压缩机 空压机 电机 工业汽轮机 抽油机 2、泵类 阀类电力 柴油发电机 电机 压缩机 汽轮机 燃机 磨煤机 涡轮机 引风机 泵 阀 模具 冲压、 注塑 机械 机床 矿山机械 建材机械 包装机械 食品机械 医药机械 纺织机械 减速机 船舶 柴油机 电机 动力推进系统 风机 阀 泵

4、五金 刀具 、量具汽车 发动机 变速箱 主体业务广州 富通北京 富通上海 富通包 钢钢 光 通 激 光莱 钢钢 激 光 中 心天 津 环环 通 激 光常 熟 虞 山 激 光湖 南 湘 隆 激 光韶 钢钢 富 通 激 光望 江 富 通 激 光大 庆庆 富 通 激 光首 钢钢 富 通 激 光GFT-I型GFT-II型GFT-III型GFT-IV型公司1995年研制出第一台激光加工机床，属国内首创，之后不 断进行改进和创新，先后研制出四轴三联动、五轴三联动、六 轴四联动机床适用于不同工况环境，居国内领先水平。nGFT系列机床 利用GFT系列激光表面处理设备及SHF3-I型激光加工流动工作站 已在冶金

5、行业处理了八大类数百种消耗件，非冶金行业工件将近千余种的成功处理，寿命提高从50%到10倍，将企业盘活资产、节能降耗、实现新的经济增长点变为现实富通公司成功研制 的中国第一台激光 加工流动工作站进 入上海宝钢进行现 场服务宝 钢冶 金利用激光淬火 技术处理 1550 冷轧辊轴承冷轧辊利用激光淬火技术处理 1550冷轧辊轴承冷轧辊冷轧辊利用激光淬火技术处理 1550冷轧工作辊轴承冷轧辊利用激光熔凝技术处理 340轧辊轧 辊 350棒材轧辊轧 辊激光熔凝处理 400轧辊轧 辊500CrMo半无限 冷硬铸铁轧辊 经激光处理后过钢 量提高50%80%轧 辊 600钢辊处理中 600钢辊处理后轧 辊名称

6、：600钢辊 材质：ZU65CrNiMo或ZU70Mn2 原始工况：HRc42左右，不耐磨。 处理后效果：硬度达HRc55以上，过钢量成倍提。70Mn2650轧机开坯辊 经激光处理后过钢量提高0.8倍 轧 辊650轧机开坯辊利用激光合金化技术处理 650轧辊轧 辊650轧辊，材质为70Mn2，处理后，使用寿命提高70%以上。 轨梁轧机950轧辊（155CrNiMo） 激光处理后过钢量提高0.8倍 轧 辊穿孔辊处理中穿孔辊处理后轧 辊原始工况：原硬度HRc2530，每次轧制 600吨/付，切削7次报废。 处理后效果：硬度HRc6065，过钢量、使用寿命 翻倍提高，大大降低用户生产成本。穿孔辊 轧

7、 辊原始工况： 原硬度HB220 左右，光洁度 较好，易磨损。 处理后效果： 硬度达HRc5255 左右，保证了较 高的光洁度和原 始尺寸。除鳞辊 轧 辊炼轧厂对齐辊材质为45#钢 轧 辊定径辊角钢轧辊轧 辊轧 辊角钢矫直辊轧辊孔型激光合金化轧 辊材质： 高NiCr无限 冷硬铸铁 加工效果： 硬度HRC60过 钢量提高50% 以上 轧 辊合金化扭转辊带钢夹送辊 辊 套辊套输送辊道处理中输送辊道处理后辊 道原始工况： 原硬度HB170190左右，使用寿命一周就要 填焊，经422焊条堆焊后硬度达HB270。 处理后效果： 硬度HRc4552，已投入运行三周，无异常。输送辊道激光处理孔型辊轴轴 类

8、轴 类 6#轧辊轴 【损伤情况】:轧辊轴锥形轴径处修复，辊轴方头处有一处碰伤修复。 【修复后效果】;修复后达到技术标准要求，装机后运行正常。 修复前照片 修复后照片 轴 类利用激光修复技术正在处理齿轮轴轴 类齿轮轴 【损伤情况】:齿轮轴两侧均磨损拉伤，形成磨损沟槽。 【修复后效果】;修复后达到技术标准要求，修复部位无缺陷。 修复前照片 修复后照片 轴 类增速机齿轮轴 【损伤情况】:一根齿从根部断裂，占整长2/3左右，长度约145mm。 【修复后效果】;修复后达到技术标准要求，修复部位无缺陷。 修复前照片 修复后照片 利用激光修复技术 处理长轴轴 类利用激光修复技术处理电机轴轴 类电力厂烟气轮机

9、轴径激光修复轴 类利用激光 修复技术处理 高线蕊轴轴 类利用激光修复技术棱锥轴轴 类棱锥轴利用激光修复技术 处理棱锥轴轴 类利用激光相变技术处理细轴轴 类细轴轴 类蜗杆轴 【损伤情况】:蜗杆轴一端轴径磨损。 【修复后效果】;修复后达到技术标准要求，修复部位无缺陷。 修复前照片 修复后照片 轴 类 利用激光技术处理曲轴（处理前的清洗）切割钢材用的锯片处理后使用寿命提高1倍以上锯 片激光处理后的锯片寿命提高1倍以上锯 片激光焊接金钢石锯片热锯片1800锯 片激光处理后的锯片寿命提高1倍以上锯 片轧钢机导卫板 激光处理后使用寿命提 高23倍 高速线材轧机夹板 导 卫烧结机固定滑板激光表面处理车床床身

10、导轨面激光处理导 卫激光处理导卫导 卫处理完的导卫导 卫800车轮原硬 度HRC25 激光处理后硬度 提高到HRC50 以上 车 轮烧结机台车车轮车 轮680钢轮 处理前硬度：HRC3035处理后硬度：HRC5056680钢轮风机转子 风机转子修复后照片 修复前照片 【损伤情况】:探伤发现 叶轮入风口环有裂纹一处，长约15mm，深约13mm。 【修复后效果】;裂纹部位经激光熔铸、机加复形，恢复至原尺寸形态，熔铸复 形部位无缺陷。 风机转子风机转子修复前照片 修复后照片 【损伤情况】:转子叶轮所有叶片进风口部位严重冲刷、减薄。 【修复后效果】;修复后达到技术协议 要求。探伤无缺陷。 风机叶轮风机

11、叶轮 修复前照片 修复后照片 【损伤情况】:2个叶轮工作部位整体锈蚀，每个叶片进气口部位根部有裂纹， 两叶轮进气端轮盖面上有裂纹10处。 【修复后效果】;修复后达到技术标准要求，修复部位无缺陷。 风机转子风机转子 【损伤情况】:转子叶轮工作部分整体锈蚀，叶片（共10片）冲蚀、冲刷减薄 ，严重处冲刷掉4-4.5mm。 【修复后效果】;损伤部位经激光熔铸、机加复形，恢复至原图纸尺寸，熔铸复 形部位无缺陷。 修复前照片 修复后照片 气轮机转子气轮机转子 【损伤情况】:转子进气端125、出气端139.82轴径磨损划伤。 【修复后效果】;修复后达到技术标准要求，修复部位无缺陷。 修复前照片 修复后照片

12、压缩机转子压缩机转子 【损伤情况】:转子两端主轴径磨损拉伤。 【修复后效果】;修复后达到技术标准要求，修复部位无缺陷。 修复前照片 修复后照片 轴流风机叶片 风机叶片 【损伤 情况】:动叶片进排气边因颗粒冲刷而减薄至刀口状，严重处有卷曲现象，叶顶 冲刷成圆弧形状 静叶片进排气边因颗粒冲刷减薄，叶片根部上有较严 重冲刷缺损 【修复后效果】;修复装机后，机组运行正常。修复前照片 修复后照片 中南机械厂利用激光技术对缸套 进行处理缸 套广钢利用激光技术正在处理缸套缸 套铣床主轴箱 主轴箱 加工后硬度:HL680720加工前硬度:HB150250 弹簧座箱 弹簧座箱 【损伤情况】:弹簧座孔磨损，最深处

13、深约5mm，磨损面积约402008 mm。 【修复后效果】;损伤部位经激光熔铸、机加复形，恢复至原图纸尺寸，熔铸复 形部位无缺陷。 修复前照片 修复后照片 科 研 队 伍（上图）北京科技大学邹家祥教 授（中）到激光加工中心进行指 导工作。（下图）中科院上海光机所苏宝蓉 高工（女）、清华大学刘文今教授 （中）等在对激光强化后的轧辊表 面质量进行分析。科 研 队 伍上图右一是刘文今教授在八钢指 导工作下图右一是苏宝蓉教授在广钢激光 加工现场3.1知识产权体系3.1.1专利共获得专利 25 项，其中实用新型 20项，发明专利 5 项。3.1.2专有技术1、专有激光加工工艺技术 520 项2、专有导光

14、聚焦系统：7 类3、专有合金材料：11 种4、专有预处理剂：3 类5、专有抛光液：1 类3.1知识产权体系3.1.3技术成果之一： 轧辊激光处理技术为国际首创3.1知识产权体系3.1.3技术成果之二： 模具激光处理技术为国际首创3.1知识产权体系3.1.3技术成果之三： 瓦楞辊激光处理技术为国际首创3.1知识产权体系3.1.3 技术成果之四： 中大模数齿轮的激光处理技术达到国际领先水平3.1知识产权体系3.1.3技术成果之五： 导轨激光处理技术达到国际领先水平3.1知识产权体系3.1.3技术成果之六： 刀具激光处理技术达到国际领先水平3.1知识产权体系3.1.3技术成果之七： 激光移动加工设备

15、处于国内领先水平3.1知识产权体系3.1.3技术成果之八：缸套、活塞、曲轴激光处理 技术处于国内领先水平3.1知识产权体系3.1.3技术成果之九：“冶金大宗消耗件激光强化设备和工艺”通过了 冶金部的 科技成果鉴定3.1知识产权体系3.1.3技术成果之十：“模具专用激光加工成套设备”通过了广州 市的科技成果鉴定3.1知识产权体系3.1.3技术成果之十一：多项成果获得国家级、广 东省重点新产品荣誉称号，获各级政府奖励 16项，并承担多项技术创新和技术改造科研 项目。3.1知识产权体系3.1.3技术成果之十二：在军事工业上的激光 合金化处理技术，攻克了世界性难题， 给国防工业做出重要贡献。 3.1知识产权体系客户分布图富通集团已在国内建立了数十条激光表面处理生产线；在冶金、模具、军工等领域市场占有率全国第一名。上海富通激光工程技术研究所 上海激通激光技术有限公司电话：021-59100132 59102292传真：021-59100132地址：上海市嘉定区嘉松北路3998号联系方式PHOTONE