激光技术在冶金行业的应用.ppt

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1、1、富通公司简介、富通公司简介 上海富通激光工程技术研究所成立于上海富通激光工程技术研究所成立于2000年，由国外留年，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、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工程师等高级科研队伍，技

2、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硬化(激光淬火激光淬火)、激光熔凝、激光熔覆（激光修复）、激光熔凝、激光熔覆（激光修复）、激光激光合金化、合金化、激光表面复合处理、激光表面复合处理、激光焊接系统工程解决方案，激光焊接系统工程解决方案，解决技术难题。解决技术难题。1.富通激光表面工程技术富通激光表面工程技术1.1 激光表面强化技术激光表面强化技术1.1.1技术原理技术原理 激光表面强化技术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

3、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 激光表面强化技术激光表面强化技术1.1.2技术特点技术特点 1.局部处理局部处理 2.硬度高硬度高 3.耐磨性好耐磨性好 4.热变形小热变形小 5.表层压应力表层压应力 6.强化铸铁件、不锈钢件强化铸铁件、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富通激光表面工程技术1.2激光表面修复技术激光表面修复技术1.2.1技术原理技术原理 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

4、，熔覆材料和基体达到冶金结合。1.2 激光表面修复技术激光表面修复技术1.2.2技术特点技术特点 1.冶金结合层冶金结合层 2.热影响区和热变形小热影响区和热变形小 3.根据需要定制表面性能根据需要定制表面性能 4.效率高效率高 5.修复铸铁件修复铸铁件热喷涂组织热喷涂组织激光熔覆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TKT2、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

5、柴油机电机动力推进系统风机阀泵五金刀具、量具汽车发动机变速箱 主体业务主体业务广州广州富通富通北京北京富通富通上海上海富通富通包包钢钢光光通通激激光光莱莱钢钢激激光光中中心心天天津津环环通通激激光光常常熟熟虞虞山山激激光光湖湖南南湘湘隆隆激激光光韶韶钢钢富富通通激激光光望望江江富富通通激激光光大大庆庆富富通通激激光光首首钢钢富富通通激激光光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GFTGFT系列激光

6、表面处理设备系列激光表面处理设备及SHF3-ISHF3-I型激光加型激光加工流动工作站工流动工作站 已在冶金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，寿命寿命提高从提高从50%50%到到1010倍倍，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中国第一台激光加工流动工作站加工流动工作站进入上海宝钢宝钢进行现场服务宝宝 钢钢冶冶 金金利用激光淬火淬火技术处理 1550冷轧辊冷轧辊轴承冷轧辊冷轧辊利用激光淬火淬火技术处理 1550冷轧辊轴承冷轧辊冷轧辊冷轧辊利用激光淬火淬火技术处理 1550冷轧工作辊冷轧工作辊轴轴承冷轧辊冷轧辊利用激

7、光熔凝熔凝技术处理 340轧辊轧轧 辊辊 350棒材轧辊轧轧 辊辊激光熔凝熔凝处理 400轧辊轧轧 辊辊500CrMo半 无 限冷硬铸铁轧辊经激光处理后过过钢钢量提高量提高50%50%80%80%轧轧 辊辊 600钢辊处理中 600钢辊处理后轧轧 辊辊名称：名称：600钢辊钢辊材质：材质：ZU65CrNiMo或或ZU70Mn2原始工况：原始工况：HRc42左右，不耐磨。左右，不耐磨。处理后效果：硬度达处理后效果：硬度达HRc55以上，过钢量成倍提。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过钢量提高0.80.8倍倍 轧轧 辊辊650轧机开坯辊利用激光合金化合金化技术

8、处理 650轧辊轧轧 辊辊650轧辊，材质为轧辊，材质为70Mn2，处理后，使用寿命提高，处理后，使用寿命提高70%以上。以上。轨梁轧机950轧辊（155CrNiMo）激光处理后过钢量提高过钢量提高0.80.8倍倍 轧轧 辊辊穿孔辊处理中穿孔辊处理后轧轧 辊辊原始工况：原硬度原始工况：原硬度HRc2530，每次轧制，每次轧制600吨吨/付，切削付，切削7次报废。次报废。处理后效果：硬度处理后效果：硬度HRc6065，过钢量、使用寿命，过钢量、使用寿命翻倍提高，大大降低用户生产成本。翻倍提高，大大降低用户生产成本。穿孔辊穿孔辊 轧轧 辊辊原始工况：原始工况：原硬度原硬度HB220左右，光洁度左右

9、，光洁度较好，易磨损。较好，易磨损。处理后效果：处理后效果：硬度达硬度达HRc5255左右，保证了较左右，保证了较高的光洁度和原高的光洁度和原始尺寸。始尺寸。除鳞辊除鳞辊 轧轧 辊辊炼轧厂对齐辊材质为材质为45#钢钢 轧轧 辊辊定径辊定径辊角钢轧辊轧轧 辊辊 轧轧 辊辊角钢矫直辊角钢矫直辊轧辊孔型激光合金化合金化轧轧 辊辊材质：材质：高高NiCr无限无限冷硬铸铁冷硬铸铁加工效果加工效果：硬度硬度HRC60过过钢量提高钢量提高50%以上以上 轧轧 辊辊合金化扭转辊合金化扭转辊带钢夹送辊带钢夹送辊 辊辊 套套辊套辊套输送辊道处理中输送辊道处理后辊辊 道道原始工况：原始工况：原硬度原硬度HB1701

10、90左右，使用寿命一周就要填左右，使用寿命一周就要填焊，经焊，经422焊条堆焊后硬度达焊条堆焊后硬度达HB270。处理后效果：处理后效果：硬度硬度HRc4552，已投入运行三周，无异常。，已投入运行三周，无异常。输送辊道输送辊道激光处理孔型辊轴激光处理孔型辊轴轴轴 类类 轴轴 类类 6#轧辊轴轧辊轴【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 轴轴 类类利用激光修复技术正在处理利用激光修复技术正在处理齿轮轴齿轮轴轴轴 类类齿轮轴齿轮轴【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】;

11、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 轴轴 类类增速机齿轮轴增速机齿轮轴【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轴 类类利用激光修复技术处理电机轴轴轴 类类电力厂烟气轮机轴径激光修复轴轴 类类利用激光修复技术处理高线蕊轴轴轴 类类利用激光修复修复技术棱锥轴轴轴 类类棱锥轴棱锥轴利用激光修复技术处理棱锥轴轴轴 类类利用激光相变激光相变技术处理细轴轴轴 类类细轴细轴轴轴 类类蜗杆轴蜗杆轴【损伤情况】:蜗杆轴一端轴径磨损。【修复后效果】;修复

12、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 轴轴 类类 利用激光技术处理利用激光技术处理曲轴曲轴（处理前的清洗）（处理前的清洗）切割钢材用的锯片处理后使用寿命提高使用寿命提高1 1倍以上倍以上锯锯 片片激光处理后的锯片寿命提高1倍以上锯锯 片片激光焊接金钢石锯片热锯片1800锯锯 片片激光处理后的锯片寿命提高1倍以上锯锯 片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 导导 卫卫烧结机固定滑板激光表面处理车床床身导轨面激光处理导导 卫卫激光处理导卫导导 卫卫处理完的导卫导导 卫卫800车轮原硬度HRC25激光处理后硬度硬度提高到提高到HRC50HRC50以上以上

13、 车车 轮轮烧结机台车车轮车车 轮轮 680钢轮钢轮 处理前硬度：HRC3035处理后硬度：HRC5056680钢轮钢轮 风机转子 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。风机叶轮风机叶轮风机叶轮 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，

14、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 压缩机转子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

15、求，修复部位无缺陷。修复前照片 修复后照片 轴流风机叶片轴流风机叶片 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缸 套套广钢利用激光技术正在处理缸套缸缸 套套 铣床主轴箱铣床主轴箱 主轴箱 加工后硬度加工后硬度:HL680720加工前硬度:HB150250 弹簧座箱弹簧座箱 弹簧座箱【损伤情况】:弹簧座孔磨损，最深处深约5mm，磨损面积约402008mm。【修复后效果】;损伤部位经

16、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 科科 研研 队队 伍伍（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。科科 研研 队队 伍伍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知识产权体系知识产权体系3.1.1专利专利共获得专利25 项，其中实用新型20项，发明专利5 项。3.1.2专有技术专有技术 1、专有激光加工工艺技术、专有激光加工工艺技术 520 项项 2、专有导光聚焦系统：、专有导光聚焦系

17、统：7 类类 3、专有合金材料：、专有合金材料：11 种种 4、专有预处理剂：、专有预处理剂：3 类类 5、专有抛光液：、专有抛光液：1 类类3.1知识产权体系知识产权体系3.1.3技术成果之一：技术成果之一：轧辊激光处理技术为国际首创轧辊激光处理技术为国际首创3.1知识产权体系知识产权体系3.1.3技术成果之二：技术成果之二：模具激光处理技术为国际首创模具激光处理技术为国际首创3.13.1知识产权体系知识产权体系3.1.3技术成果之三：技术成果之三：瓦楞辊激光处理技术为国际首创瓦楞辊激光处理技术为国际首创3.13.1知识产权体系知识产权体系3.1.3 技术成果之四：技术成果之四：中大模数齿轮

18、的激光处理技术达到国际领先水平中大模数齿轮的激光处理技术达到国际领先水平3.13.1知识产权体系知识产权体系3.1.3技术成果之五：技术成果之五：导轨激光处理技术达到国际领先水平导轨激光处理技术达到国际领先水平3.13.1知识产权体系知识产权体系3.1.3技术成果之六：技术成果之六：刀具激光处理技术达到国际领先水平刀具激光处理技术达到国际领先水平3.13.1知识产权体系知识产权体系3.1.3技术成果之七：技术成果之七：激光移动加工设备处于国内领先水平激光移动加工设备处于国内领先水平3.13.1知识产权体系知识产权体系3.1.3技术成果之八：技术成果之八：缸套、活塞、曲轴激光处理缸套、活塞、曲轴

19、激光处理技术处于国内领先水平技术处于国内领先水平3.13.1知识产权体系知识产权体系3.1.3技术成果之九：技术成果之九：“冶金大宗消耗件激光强化设备和工艺冶金大宗消耗件激光强化设备和工艺”通过通过了冶金部的了冶金部的 科技成果鉴定科技成果鉴定3.13.1知识产权体系知识产权体系3.1.3技术成果之十：技术成果之十：“模具专用激光加工成套设备模具专用激光加工成套设备”通过了广通过了广州市的科技成果鉴定州市的科技成果鉴定3.13.1知识产权体系知识产权体系3.1.3技术成果之十一：技术成果之十一：多项成果获得国家级、广多项成果获得国家级、广东省重点新产品荣誉称号，获各级政府奖励东省重点新产品荣誉

20、称号，获各级政府奖励1616项，并承担多项技术创新和技术改造科研项，并承担多项技术创新和技术改造科研项目。项目。3.13.1知识产权体系知识产权体系3.1.3技术成果之十二：技术成果之十二：在军事工业上的激光在军事工业上的激光合金化处理技术，攻克了世界性难题，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。给国防工业做出重要贡献。3.13.1知识产权体系知识产权体系客户分布图客户分布图富通集团已在富通集团已在国内建立了数国内建立了数十条激光表面十条激光表面处理生产线；处理生产线；在冶金、模具、在冶金、模具、军工等领域市军工等领域市场占有率场占有率全国全国第一名第一名。上海富通激光工程技术研究所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上海激通激光技术有限公司 电话：电话：021-59100132 59102292021-59100132 59102292 传真：传真：021-59100132021-59100132地址：上海市嘉定区嘉松北路地址：上海市嘉定区嘉松北路3998号号 联系方式联系方式PHOTONE