激光再制造概述

        再制造是相对于制造而言,再制造是在产品达到使用寿命后通过*的技术和产业化生产,进行修复和改造装备的一系列技术措施和工程。再制造的特点是经过再制造后的产品质量等同于或者高于新产品,并且成本低于新产品。

    容和煤机矿山设备再制造项目前期工程主要针对煤矿采煤设备的关键件、批量件和易损件,主要包括刮板机链轮轴组、减速器、中部槽、过渡槽、刮板、齿轨、转载机凹凸槽、破碎轴组、破碎槽、液压支架油缸、采煤机、掘进机截齿等产品。

煤机产品再制造工程理论基础是以产品的再制造性评价、失效分析和寿命预测为核心。

其重点内容包括:

1)再制造性评价与设计

       深 入开展了再制造的基础研究。在理论基础方面,完善了涂层残余应力的计算方法,探索并初步建立了寿命预测评估模型。如:引入均益系数,修正了残余应力经典公 式Stoney方程;研究并初步提出了再制造零部件涂层中残余应力的计算方法;在技术基础方面发展、创新了多项再制造关键技术,并深入研究了相关的基础理 论。

2)产品失效机理分析

    产品失效机理分析主要走通过无损检测手段:包括超声波检测、相控阵超声波检测、涡流检测、X射线检测和磁粉检测等。综合分析影响检测结果的各项技术参数,系统优化无损检测技术组合,保障零部件表面及内部的缺陷检出率和检测速度。

3)产品剩余寿命评估

    选择合适的理论和技术,建立寿命评估分析模型,评估零部件的剩余寿命。以废旧链轮为对象,研究了非线性动力学分析模型,探讨了废旧链轮疲劳试验数参与模型 分析数据的映射关系,初步建立了剩余寿命预测模型;基于金属磁记忆原理和接触疲劳寿命评定准则,初步提出了废旧链轮的剩余寿命评估和再制造服役寿命预测的 方法。

零部件拆解:

       煤 机产品工况恶劣,井下水浸气蚀,磨损磕伤,升井零部件拆解较为困难,需要一定的技术手段和设备工装。如链轮轴组传递的扭矩较大,轴承与轴、轴承座一般 使用大过盈配合,拆卸非常困难,一般使用油压机压拆,普通油压机使用不方便,我公司特别研制了卧式链轮轴组拆卸油压机,着力点在链轮片上,由定位套传递到 轴承内圈,防止破坏大轴、浮封环和轴承。

零部件清理:

       中部槽等结构件用人工结合喷丸的方法可清理干净煤泥、油污、锈蚀。精密加工的零件分解后,需 将油污、水垢、锈蚀清理干净,我公司采用喷洗机,将有机溶剂加压加热后喷射到工件上,清洗效果好,效率高。锈蚀的清除用机械除锈和化学除锈相结合的办法, 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,去除锈蚀。除锈的具体工艺为:脱脂一水冲洗一除锈一水冲洗一中和一水冲洗 一去氢。

磨损件的修形:

       对 于磨损量较大的工件,一般采用堆焊后加工的方法修形恢复原尺寸,煤机产品在设计上为了达到高强度,高耐磨、高寿命的使用要求,选材一般为高碳合金钢,堆焊 的效果不好,容易剥落。我公司再制造研发中心和哈尔滨焊接研究所联合开发了特制药芯焊丝机器人自动扫描堆焊和埋弧堆焊,应用了高温条件下Fe-川金属间化 合物的形成机理,*将高速电弧喷涂技术与粉芯丝材相结合的方法应用于再制造零部件的表面修复,实现了Fe-Al(基)金属间化合物的制备与母材成形一体 化技术,解决了熔池的过熔、夹生及烧损问题,保证母材与焊材的强力结合,焊层与母体材料冶金结合,高温、重载服役条件下剥落倾向小,强度高。

表面工程:

表面工程是一项系统工程,是煤机产品再制造的关键技术和产品性能保证和提高的主要技术保障。是以表面科学为理论基础,以表面和界面行为为研究对象,首先把互相依存、相互分工的零件基体与零件表面构成一个系统,同时又综合了失效分析、表面技术、涂覆层材料、预处理和后加工、表面检测技术、表面质量控制、使用寿命评估、表面施工管理、技术经济分析、三废处理和重大工程实践等多项内容。

    煤机产品再制造工程有效运用表面工程技术,可大幅度提高零件表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗疲劳等性能,适合煤机产品恶劣的工作环境。