激光再制造概述
再制造是相對于制造而言,再制造是在產品達到使用壽命后通過*的技術和產業化生產,進行修復和改造裝備的一系列技術措施和工程。再制造的特點是經過再制造后的產品質量等同于或者高于新產品,并且成本低于新產品。
容和煤機礦山設備再制造項目前期工程主要針對煤礦采煤設備的關鍵件、批量件和易損件,主要包括刮板機鏈輪軸組、減速器、中部槽、過渡槽、刮板、齒軌、轉載機凹凸槽、破碎軸組、破碎槽、液壓支架油缸、采煤機、掘進機截齒等產品。
煤機產品再制造工程理論基礎是以產品的再制造性評價、失效分析和壽命預測為核心。
其重點內容包括:
1)再制造性評價與設計
深 入開展了再制造的基礎研究。在理論基礎方面,完善了涂層殘余應力的計算方法,探索并初步建立了壽命預測評估模型。如:引入均益系數,修正了殘余應力經典公 式Stoney方程;研究并初步提出了再制造零部件涂層中殘余應力的計算方法;在技術基礎方面發展、創新了多項再制造關鍵技術,并深入研究了相關的基礎理 論。
2)產品失效機理分析
產品失效機理分析主要走通過無損檢測手段:包括超聲波檢測、相控陣超聲波檢測、渦流檢測、X射線檢測和磁粉檢測等。綜合分析影響檢測結果的各項技術參數,系統優化無損檢測技術組合,保障零部件表面及內部的缺陷檢出率和檢測速度。
3)產品剩余壽命評估
選擇合適的理論和技術,建立壽命評估分析模型,評估零部件的剩余壽命。以廢舊鏈輪為對象,研究了非線性動力學分析模型,探討了廢舊鏈輪疲勞試驗數參與模型 分析數據的映射關系,初步建立了剩余壽命預測模型;基于金屬磁記憶原理和接觸疲勞壽命評定準則,初步提出了廢舊鏈輪的剩余壽命評估和再制造服役壽命預測的 方法。
零部件拆解:
煤 機產品工況惡劣,井下水浸氣蝕,磨損磕傷,升井零部件拆解較為困難,需要一定的技術手段和設備工裝。如鏈輪軸組傳遞的扭矩較大,軸承與軸、軸承座一般 使用大過盈配合,拆卸非常困難,一般使用油壓機壓拆,普通油壓機使用不方便,我公司特別研制了臥式鏈輪軸組拆卸油壓機,著力點在鏈輪片上,由定位套傳遞到 軸承內圈,防止破壞大軸、浮封環和軸承。
零部件清理:
中部槽等結構件用人工結合噴丸的方法可清理干凈煤泥、油污、銹蝕。精密加工的零件分解后,需 將油污、水垢、銹蝕清理干凈,我公司采用噴洗機,將有機溶劑加壓加熱后噴射到工件上,清洗效果好,效率高。銹蝕的清除用機械除銹和化學除銹相結合的辦法, 先人工刷擦、打磨,然后用25%磷酸(H3P04)酸性溶液溶解零件表面氧化物,去除銹蝕。除銹的具體工藝為:脫脂一水沖洗一除銹一水沖洗一中和一水沖洗 一去氫。
磨損件的修形:
對 于磨損量較大的工件,一般采用堆焊后加工的方法修形恢復原尺寸,煤機產品在設計上為了達到高強度,高耐磨、高壽命的使用要求,選材一般為高碳合金鋼,堆焊 的效果不好,容易剝落。我公司再制造研發中心和哈爾濱焊接研究所聯合開發了特制藥芯焊絲機器人自動掃描堆焊和埋弧堆焊,應用了高溫條件下Fe-川金屬間化 合物的形成機理,*將高速電弧噴涂技術與粉芯絲材相結合的方法應用于再制造零部件的表面修復,實現了Fe-Al(基)金屬間化合物的制備與母材成形一體 化技術,解決了熔池的過熔、夾生及燒損問題,保證母材與焊材的強力結合,焊層與母體材料冶金結合,高溫、重載服役條件下剝落傾向小,強度高。
表面工程:
表面工程是一項系統工程,是煤機產品再制造的關鍵技術和產品性能保證和提高的主要技術保障。是以表面科學為理論基礎,以表面和界面行為為研究對象,首先把互相依存、相互分工的零件基體與零件表面構成一個系統,同時又綜合了失效分析、表面技術、涂覆層材料、預處理和后加工、表面檢測技術、表面質量控制、使用壽命評估、表面施工管理、技術經濟分析、三廢處理和重大工程實踐等多項內容。
煤機產品再制造工程有效運用表面工程技術,可大幅度提高零件表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗疲勞等性能,適合煤機產品惡劣的工作環境。
