激光技術(shù)在冶金行業(yè)的應(yīng)用

1、1、富通公司簡介,,上海富通激光工程技術(shù)研究所成立于2000年，由國外留學人員國內(nèi)知名專家組建，專業(yè)從事激光技術(shù)應(yīng)用、工藝研究、激光元件的設(shè)計、大功率激光器及成套設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司擁有國內(nèi)知名激光器研發(fā)專家、工藝與材料專家、機械裝備專家、著名導(dǎo)光系統(tǒng)設(shè)計專家、高級工程師等高級科研隊伍，技術(shù)人員占公司員工比例60%，不斷進行科技創(chuàng)新和激光領(lǐng)域的探索，專業(yè)提供激光相變硬化(激光淬火)、激光熔凝、激光熔覆（激光修復(fù)）、 激光合金化、

2、 激光表面復(fù)合處理、 激光焊接系統(tǒng)工程解決方案，解決技術(shù)難題。,1.富通激光表面工程技術(shù),1.1 激光表面強化技術(shù)1.1.1技術(shù)原理 激光表面強化技術(shù)基于激光束的高能量密度加熱和工件自冷卻兩個過程。 激光表面強化表層得到強化,可提高表層硬度、強度、耐磨性，同時又使心部仍保持較好的韌性，使工件得到結(jié)構(gòu)性的性能組合。,1.1 激光表面強化技術(shù),1.1.2技術(shù)特點 1.局部處理

3、 2.硬度高 3.耐磨性好 4.熱變形小 5.表層壓應(yīng)力 6.強化鑄鐵件、不銹鋼件 傳統(tǒng)熱處理無法做到，或很難做到的技術(shù)領(lǐng)域，我們可以！,1.富通激光表面工程技術(shù),1.2激光表面修復(fù)技術(shù)1.2.1技術(shù)原理 激光修復(fù)就是利用高能量密度的激光束，在因磨損而失效的工件表面上熔覆一層合金，使工件恢復(fù)原貌，具有甚至超過原來的使用性能。 熔覆過程是熔覆材料的冶

4、金過程，基體表面微熔，熔覆材料和基體達到冶金結(jié)合。,1.2 激光表面修復(fù)技術(shù),1.2.2技術(shù)特點 1.冶金結(jié)合層 2.熱影響區(qū)和熱變形小 3.根據(jù)需要定制表面性能 4.效率高 5.修復(fù)鑄鐵件,熱噴涂組織,激光熔覆組織,,,富通集團激光表面工程技術(shù),冶金1、軋機 卷曲機 破碎機 燒結(jié)機 剪機 減速機 壓縮機 膨脹機 風機 泵 TKT 2、大宗消耗件,石油化工1、煙氣輪機 壓縮機

5、 空壓機 電機 工業(yè)汽輪機 抽油機2、泵類 閥類,電力柴油發(fā)電機 電機 壓縮機 汽輪機 燃機 磨煤機 渦輪機 引風機 泵 閥,模具沖壓、 注塑,機械機床 礦山機械 建材機械包裝機械 食品機械 醫(yī)藥機械 紡織機械 減速機,船舶柴油機 電機 動力推進系統(tǒng) 風機 閥 泵,五金刀具 、量具,汽車發(fā)動機 變速箱,,,,,,,,,,主體業(yè)務(wù),戰(zhàn) 略 財 務(wù) 國際業(yè)務(wù) 人 才 投 資

6、 技 術(shù) 信 息 公共關(guān)系 市場,系統(tǒng)集成 北方大區(qū)銷售 激光加工中心 當?shù)刭Y源整合,激光器 導(dǎo)光聚焦系統(tǒng) 合金材料 激光加工中心 當?shù)刭Y源整合,廣州富通,北京富通,上海富通,,GFT-I型,GFT-II型,GFT-III型,GFT-IV型,公司1995年研制出第一臺激光加工機床，屬國內(nèi)首創(chuàng)，之后不斷進行改進和創(chuàng)新，先后研制出四軸三聯(lián)動、五軸三聯(lián)動、六軸四聯(lián)動機床適用于不同工況環(huán)境，居國內(nèi)領(lǐng)先水平。,GFT系列機床,,利用GF

7、T系列激光表面處理設(shè)備及SHF3-I型激光加工流動工作站 已在冶金行業(yè)處理了八大類數(shù)百種消耗件，非冶金行業(yè)工件將近千余種的成功處理，壽命提高從50%到10倍，將企業(yè)盤活資產(chǎn)、節(jié)能降耗、實現(xiàn)新的經(jīng)濟增長點變?yōu)楝F(xiàn)實,,,,富通公司成功研制的中國第一臺激光加工流動工作站進入上海寶鋼進行現(xiàn)場服務(wù),寶 鋼,,2.富通激光應(yīng)用實例,冶 金,,,,利用激光淬火技術(shù)處理Φ 1550冷軋輥軸承,冷軋輥,,,利用激光淬火技術(shù)處理Φ 155

8、0冷軋輥軸承,,冷軋輥,冷軋輥,,,,,利用激光淬火技術(shù)處理Φ 1550冷軋工作輥軸承,,,冷軋輥,,,利用激光熔凝技術(shù)處理Φ 340軋輥,軋 輥,,,Φ 350棒材軋輥,軋 輥,,,激光熔凝處理Φ 400軋輥,軋 輥,,,,,500CrMo半無限冷硬鑄鐵軋輥經(jīng)激光處理后過鋼量提高50%~80%,,,軋 輥,,,Φ 600鋼輥處理中,Φ 600鋼輥處理后,軋 輥,名稱：600鋼輥材質(zhì)：ZU65CrNiMo或ZU70Mn2原始工況：

9、HRc42左右，不耐磨。處理后效果：硬度達HRc55以上，過鋼量成倍提。,,,,,70Mn2Φ650軋機開坯輥 經(jīng)激光處理后過鋼量提高0.8倍,軋 輥,Φ650軋機開坯輥,,,利用激光合金化技術(shù)處理Φ 650軋輥,軋 輥,Φ650軋輥，材質(zhì)為70Mn2，處理后，使用壽命提高70%以上。,,,,,,軌梁軋機Φ950軋輥（155CrNiMo）激光處理后過鋼量提高0.8倍,軋 輥,,,穿孔輥處理中,穿孔輥處理后,軋 輥,原始工況：原硬

10、度HRc25~30，每次軋制600噸/付，切削7次報廢。處理后效果：硬度HRc60~65，過鋼量、使用壽命翻倍提高，大大降低用戶生產(chǎn)成本。,穿孔輥,,,軋 輥,原始工況：原硬度HB220左右，光潔度較好，易磨損。處理后效果：硬度達HRc52~55左右，保證了較高的光潔度和原始尺寸。,除鱗輥,,,,,,軋 輥,煉軋廠對齊輥材質(zhì)為45#鋼,,,軋 輥,定徑輥,,,角鋼軋輥,軋 輥,,,軋 輥,,角鋼矯直輥,,,,

11、,,軋輥孔型激光合金化,軋 輥,材質(zhì)：高NiCr無限冷硬鑄鐵加工效果：硬度HRC>60過鋼量提高50%以上,,,軋 輥,合金化扭轉(zhuǎn)輥,帶鋼夾送輥,,,輥 套,輥套,,,,,輸送輥道處理中,輸送輥道處理后,輥 道,原始工況：原硬度HB170~190左右，使用壽命一周就要填焊，經(jīng)422焊條堆焊后硬度達HB270。處理后效果：硬度HRc45~52，已投入運行三周，無異常。,輸送輥道,,,激光處理孔型輥軸,軸 類,,,軸 類

12、,,,6#軋輥軸,【損傷情況】:    軋輥軸錐形軸徑處修復(fù)，輥軸方頭處有一處碰傷修復(fù)。,【修復(fù)后效果】;    修復(fù)后達到技術(shù)標準要求，裝機后運行正常。,修復(fù)前照片↑,修復(fù)后照片↑,,,軸 類,利用激光修復(fù)技術(shù)正在處理齒輪軸,,,軸 類,,,齒輪軸,【損傷情況】:    齒輪軸兩側(cè)均磨損拉傷，形成磨損溝槽。,【

13、修復(fù)后效果】;    修復(fù)后達到技術(shù)標準要求，修復(fù)部位無缺陷。,修復(fù)前照片↑,修復(fù)后照片↑,,,軸 類,,,增速機齒輪軸,【損傷情況】:    一根齒從根部斷裂，占整長2/3左右，長度約145mm。,【修復(fù)后效果】;    修復(fù)后達到技術(shù)標準要求，修復(fù)部位無缺陷。,修復(fù)前照片↑,修復(fù)后照片↑,,,,利用激光修復(fù)技

14、術(shù)處理長軸,軸 類,,,利用激光修復(fù)技術(shù)處理電機軸,軸 類,,,電力廠煙氣輪機軸徑激光修復(fù),軸 類,,,利用激光修復(fù)技術(shù)處理高線蕊軸,軸 類,,,利用激光修復(fù)技術(shù)棱錐軸,軸 類,棱錐軸,,,,利用激光修復(fù)技術(shù)處理棱錐軸,軸 類,,,利用激光相變技術(shù)處理細軸,軸 類,細軸,,,軸 類,,,蝸桿軸,【損傷情況】:    蝸桿軸一端軸徑磨損。,【修復(fù)后效果】;  

15、0; 修復(fù)后達到技術(shù)標準要求，修復(fù)部位無缺陷。,修復(fù)前照片↑,修復(fù)后照片↑,,,軸 類,利用激光技術(shù)處理曲軸（處理前的清洗）,,,,,,,,切割鋼材用的鋸片處理后使用壽命提高1倍以上,鋸 片,,,,激光處理后的鋸片壽命提高1倍以上,鋸 片,,,激光焊接金鋼石鋸片,熱鋸片1800,鋸 片,,,激光處理后的鋸片壽命提高1倍以上,鋸 片,,,,軋鋼機導(dǎo)衛(wèi)板激光處理后使用壽命提高2~3倍,,,,,,,高速線材軋機夾板,導(dǎo) 衛(wèi),,,,

16、,,,燒結(jié)機固定滑板激光表面處理,車床床身導(dǎo)軌面激光處理,導(dǎo) 衛(wèi),,,,激光處理導(dǎo)衛(wèi),導(dǎo) 衛(wèi),,,處理完的導(dǎo)衛(wèi),導(dǎo) 衛(wèi),,,,Φ800車輪原硬度HRC25激光處理后硬度提高到HRC50以上,,,,車 輪,,,,,,,燒結(jié)機臺車車輪,車 輪,,,Φ680鋼輪,,[處理前硬度]：HRC30~35,[處理后硬度]：HRC50~56,Φ680鋼輪,,風機轉(zhuǎn)子,,,,,,風機轉(zhuǎn)子,修復(fù)后照片↑,修復(fù)前照片↑,,,風機轉(zhuǎn)子,,,,風機轉(zhuǎn)子,

17、修復(fù)前照片↑,修復(fù)后照片↑,,,風機葉輪,,,,風機葉輪,修復(fù)前照片↑,修復(fù)后照片↑,,,風機轉(zhuǎn)子,,,,風機轉(zhuǎn)子,修復(fù)前照片↑,修復(fù)后照片↑,,,氣輪機轉(zhuǎn)子,,,,氣輪機轉(zhuǎn)子,修復(fù)前照片↑,修復(fù)后照片↑,,,壓縮機轉(zhuǎn)子,,,,壓縮機轉(zhuǎn)子,修復(fù)前照片↑,修復(fù)后照片↑,,,軸流風機葉片,,,,風機葉片,修復(fù)前照片↑,修復(fù)后照片↑,,,中南機械廠利用激光技術(shù)對缸套進行處理,缸 套,,,廣鋼利用激光技術(shù)正在處理缸套,缸 套,,,銑床主軸箱,

18、,主軸箱,[加工后硬度]:HL680~720,[加工前硬度]:HB150~250,,,彈簧座箱,,,,彈簧座箱,修復(fù)前照片↑,修復(fù)后照片↑,,科 研 隊 伍,（上圖）北京科技大學鄒家祥教授（中）到激光加工中心進行指導(dǎo)工作。,（下圖）中科院上海光機所蘇寶蓉高工（女）、清華大學劉文今教授（中）等在對激光強化后的軋輥表面質(zhì)量進行分析。,,科 研 隊 伍,上圖右一是劉文今教授在八鋼指導(dǎo)工作,下圖右一是蘇寶蓉教授在廣鋼激光加工現(xiàn)場,,3.1知識產(chǎn)

19、權(quán)體系,,3.1.1專利 共獲得專利 25 項，其中實用新型 20項，發(fā)明專利 5 項。,,,3.1.2專有技術(shù) 1、專有激光加工工藝技術(shù) 520 項 2、專有導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)：7 類 3、專有合金材料：11 種 4、專有預(yù)處理劑：3 類

20、 5、專有拋光液：1 類,3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,,,3.1.3技術(shù)成果之一：軋輥激光處理技術(shù)為國際首創(chuàng),3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,,,3.1.3技術(shù)成果之二： 模具激光處理技術(shù)為國際首創(chuàng),3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,,,3.1.3技術(shù)成果之三： 瓦楞輥激光處理技術(shù)為國際首創(chuàng),3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,,,3.1.3 技術(shù)成果之四：中大模數(shù)齒輪的激光處理技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平,3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,,,3.1.3技術(shù)成果之五：導(dǎo)軌激光處

21、理技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平,3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,,,3.1.3技術(shù)成果之六： 刀具激光處理技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平,3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,,,3.1.3技術(shù)成果之七：激光移動加工設(shè)備處于國內(nèi)領(lǐng)先水平,3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,,,3.1.3技術(shù)成果之八：缸套、活塞、曲軸激光處理技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平,3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,,,3.1.3技術(shù)成果之九： “冶金大宗消耗件激光強化設(shè)備和工藝”通過了冶金部的 科技成果鑒定,3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,,

22、,3.1.3技術(shù)成果之十： “模具專用激光加工成套設(shè)備”通過了廣州市的科技成果鑒定,3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,,,3.1.3技術(shù)成果之十一：多項成果獲得國家級、廣東省重點新產(chǎn)品榮譽稱號，獲各級政府獎勵16項，并承擔多項技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)改造科研項目。,3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,,,3.1.3技術(shù)成果之十二：在軍事工業(yè)上的激光合金化處理技術(shù)，攻克了世界性難題，給國防工業(yè)做出重要貢獻。,3.1知識產(chǎn)權(quán)體系,,客戶分布圖,富通集團已在國內(nèi)建立了數(shù)十條激