煤礦開(kāi)采中，采煤機(jī)鏈輪是采煤機(jī)牽引系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，通過(guò)牽引鏈輪與刮板輸送機(jī)上的鏈條嚙合，使采煤機(jī)沿著刮板輸送機(jī)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的行走牽引，由于長(zhǎng)期與鏈條嚙合傳動(dòng)，以及在采煤過(guò)程中受到煤塊、巖石等的摩擦和沖擊，鏈輪的輪齒容易出現(xiàn)磨損。磨損會(huì)導(dǎo)致輪齒的齒形改變，嚙合間隙增大，影響采煤機(jī)的牽引性能，同時(shí)，煤礦井下潮濕、多塵的環(huán)境中，鏈輪容易受到腐蝕。腐蝕會(huì)降低鏈輪的強(qiáng)度和耐磨性，縮短其使用壽命；在重載、沖擊等惡劣工況下，鏈輪的輪齒可能會(huì)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象等，為了進(jìn)一步提高鏈輪的耐磨性和耐腐蝕性，通常會(huì)對(duì)鏈輪進(jìn)行表面處理，可以在鏈輪表面形成一層硬度較高的硬化層，提高輪齒的耐磨性和抗疲勞性能，同時(shí)也能增強(qiáng)鏈輪的耐腐蝕性，延長(zhǎng)其使用壽命。激光熔覆技術(shù)作為一種的表面改性技術(shù)，在采煤機(jī)鏈輪修復(fù)加工等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，可以控制熔覆層的厚度和形狀，能夠準(zhǔn)確地恢復(fù)鏈輪的原始尺寸和精度，鏈輪與其他部件的配合精度。

在采煤機(jī)鏈輪修復(fù)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
恢復(fù)尺寸精度：采煤機(jī)鏈輪在使用過(guò)程中，由于磨損等原因會(huì)導(dǎo)致尺寸精度下降。激光熔覆技術(shù)可以地在磨損部位熔覆一層金屬材料，使鏈輪的尺寸恢復(fù)到設(shè)計(jì)要求，其與鏈條的良好嚙合。
提高耐磨性：通過(guò)選擇合適的耐磨熔覆材料，如含有碳化鎢、碳化鉻等硬質(zhì)相的合金粉末，激光熔覆可以在鏈輪表面形成一層高硬度、高耐磨的熔覆層，顯著提高鏈輪的耐磨性能，延長(zhǎng)其使用壽命。
修復(fù)復(fù)雜形狀：采煤機(jī)鏈輪的輪齒形狀復(fù)雜，激光熔覆技術(shù)能夠根據(jù)鏈輪的具體形狀和磨損情況，進(jìn)行的局部修復(fù)，對(duì)于一些傳統(tǒng)修復(fù)方法難以處理的復(fù)雜形狀部位，也能實(shí)現(xiàn)良好的修復(fù)效果。
降低維修成本：采用激光熔覆修復(fù)采煤機(jī)鏈輪，無(wú)需整體更換鏈輪，只需對(duì)磨損部位進(jìn)行修復(fù)，大大降低了維修成本和更換周期。同時(shí)，由于激光熔覆后的鏈輪性能得到顯著提高，減少了后續(xù)的維修次數(shù)和停機(jī)時(shí)間，提高了采煤生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)效益。

激光熔覆加工工藝流程：
預(yù)處理（對(duì)鏈齒表面進(jìn)行清洗、脫脂和除銹處理，以去除表面的油污、雜質(zhì)和氧化物，確保表面清潔。采用機(jī)械加工或打磨的方法對(duì)鏈齒表面進(jìn)行粗化處理，增加表面粗糙度，提高熔覆層與基體的結(jié)合力。
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粉末選擇（根據(jù)鏈齒的工作條件和性能要求，選擇合適的合金粉末。常用的粉末有鎳基、鈷基、鐵基等合金粉末，可添加鎢、鉻、鉬等元素以提高熔覆層的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。
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激光熔覆（將鏈齒固定在工作臺(tái)上，調(diào)整激光熔覆設(shè)備的參數(shù)，包括激光功率、掃描速度、光斑直徑、粉末送粉量等。啟動(dòng)激光熔覆設(shè)備，使激光束聚焦在鏈齒表面，同時(shí)通過(guò)送粉器將合金粉末均勻地送入激光作用區(qū)域，粉末在激光的高溫作用下迅速熔化并與鏈齒表面基體熔合，形成熔覆層。按照預(yù)定的掃描路徑，逐點(diǎn)或逐線地進(jìn)行熔覆，直到整個(gè)鏈齒表面完成熔覆。）
后處理（對(duì)熔覆后的鏈齒進(jìn)行熱處理，如回火、時(shí)效等，以消除熔覆層中的殘余應(yīng)力，提高熔覆層的組織穩(wěn)定性和性能。采用磨削、拋光等機(jī)械加工方法對(duì)鏈齒表面進(jìn)行精加工，使鏈齒的尺寸和表面粗糙度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
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激光工藝參數(shù)優(yōu)化：
1.激光功率：激光功率是影響熔覆層質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)之一。功率過(guò)低，粉末不能充分熔化，會(huì)導(dǎo)致熔覆層結(jié)合強(qiáng)度低、孔隙率高；功率過(guò)高，會(huì)使基體熔化過(guò)多，導(dǎo)致熔覆層稀釋率增大，影響熔覆層的性能。一般根據(jù)鏈齒的材料、尺寸和熔覆層厚度要求，選擇合適的激光功率。
2.掃描速度：掃描速度決定了激光作用在鏈齒表面的時(shí)間和能量輸入。掃描速度過(guò)快，粉末熔化不充分，熔覆層厚度不均勻；掃描速度過(guò)慢，會(huì)使基體過(guò)熱，導(dǎo)致變形和組織惡化。
3.送粉量：送粉量要與激光功率和掃描速度相匹配。送粉量過(guò)大，粉末不能完全熔化，會(huì)在熔覆層中形成夾雜物；送粉量過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致熔覆層厚度不足。

農(nóng)機(jī)配件作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要支撐，其性能和使用壽命直接影響農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)效益。然而，由于長(zhǎng)期在惡劣環(huán)境下工作，農(nóng)機(jī)配件極易出現(xiàn)磨損、腐蝕、裂紋等問(wèn)題。傳統(tǒng)的修復(fù)方法如焊接、電鍍等存在熱影響區(qū)大、結(jié)合強(qiáng)度低、環(huán)境污染等缺點(diǎn)。近年來(lái)，激光熔覆修復(fù)技術(shù)憑借其、低熱輸入、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為農(nóng)機(jī)配件修復(fù)領(lǐng)域的新寵。

　　激光熔覆修復(fù)技術(shù)是一種的表面工程技術(shù)，它利用高能激光束將金屬粉末或絲材熔化，同時(shí)與基體材料形成冶金結(jié)合，從而在受損部位形成一層性能的熔覆層。與傳統(tǒng)修復(fù)方法相比，激光熔覆修復(fù)具有以下幾個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)：，激光熔覆的熱影響區(qū)小，能夠有效減少基體材料的變形和性能退化;其次，熔覆層與基體之間為冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高，不易脫落;再次，可以根據(jù)需要選擇不同的熔覆材料，實(shí)現(xiàn)性能的定制化;后，激光熔覆過(guò)程環(huán)保，幾乎不產(chǎn)生有害氣體和廢料。

　　在農(nóng)機(jī)配件修復(fù)領(lǐng)域，激光熔覆技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于多種關(guān)鍵部件的修復(fù)和強(qiáng)化。例如，拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、齒輪箱齒輪、液壓泵柱塞等部件在經(jīng)過(guò)激光熔覆修復(fù)后，其耐磨性和耐腐蝕性得到顯著提升，使用壽命可延長(zhǎng)2-3倍。以某型號(hào)拖拉機(jī)曲軸為例，傳統(tǒng)修復(fù)方法修復(fù)后的曲軸平均使用壽命約為3000小時(shí)，而采用激光熔覆技術(shù)修復(fù)的曲軸使用壽命可達(dá)8000小時(shí)以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

激光熔覆及激光淬火技術(shù)廣泛應(yīng)用于 汽車制造領(lǐng)域高科技汽車易損零件磨損修復(fù)，新品強(qiáng)化技術(shù)，激光熔覆技術(shù)是一種、率的表面改性技術(shù)，通過(guò)激光束對(duì)汽車部件表面加熱熔化并噴射金屬粉末，形成堅(jiān)固涂層，能提升部件的耐磨、耐腐蝕和耐高溫性能1。該技術(shù)在汽車制造行業(yè)應(yīng)用廣泛。

發(fā)動(dòng)機(jī)部件制造與修復(fù)：
缸體和缸蓋修復(fù)：汽車引擎的缸體和缸蓋使用久了易出現(xiàn)磨損、裂紋和腐蝕等問(wèn)題。激光熔覆技術(shù)可在局部修復(fù)，減少材料浪費(fèi)和成本，使缸體和缸蓋恢復(fù)原始形狀和性能，提升汽車動(dòng)力性和可靠性。
噴油嘴制造：傳統(tǒng)噴油嘴制造裝配復(fù)雜，易出現(xiàn)泄漏和堵塞問(wèn)題。采用激光熔覆技術(shù)可實(shí)現(xiàn)一體化制造，減少零件數(shù)量和裝配步驟，提高噴油嘴可靠性和性能。
氣缸套制造：可在氣缸套表面形成耐磨涂層，增強(qiáng)其耐磨性和耐久性，延長(zhǎng)使用壽命。
渦輪增壓器和排氣管制造：在渦輪增壓器的葉輪和排氣管內(nèi)壁形成耐高溫、耐腐蝕涂層，提高部件使用壽命和性能。
制動(dòng)系統(tǒng)修復(fù)制造：制動(dòng)盤(pán)剎車盤(pán)是制動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，激光熔覆技術(shù)可在其表面形成堅(jiān)固涂層，提高制動(dòng)盤(pán)的耐磨性和散熱性能，進(jìn)而提升制動(dòng)效果和使用壽命，保障行車安全。
汽車模具表面強(qiáng)化與修復(fù)：汽車模具工作一段時(shí)間后，表面會(huì)因磨損、腐蝕等導(dǎo)致失效。運(yùn)用激光熔覆技術(shù)進(jìn)行模具修復(fù)，可延長(zhǎng)模具使用壽命。如汽車覆蓋件模具常出現(xiàn)拉毛缺陷，經(jīng)激光熔覆修復(fù)后，模具表面光滑，無(wú)氣孔、砂眼，工件合格率可達(dá) 96% 以上。
其他零部件修復(fù)與強(qiáng)化：對(duì)于汽車上要求耐磨、耐高溫、耐腐蝕、耐氧化的金屬零部件，如排氣閥、換向器、齒輪等，可采用激光熔覆提高其表面硬度，校正金屬變形部位，改善組織性能，增加使用壽命。此外，在 45 鋼曲軸連桿軸頸上進(jìn)行激光熔覆 Fe 基合金粉末，熔覆層硬度可達(dá)基體的 2-3 倍，可解決曲軸軸頸易磨損和裂紋問(wèn)題，避免曲軸整體報(bào)廢。

在環(huán)保方面，激光熔覆修復(fù)技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)的修復(fù)方法如焊接、電鍍等相比，激光熔覆過(guò)程環(huán)保，幾乎不產(chǎn)生有害氣體和廢料。傳統(tǒng)焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵和有害氣體，對(duì)環(huán)境和操作人員的健康造成危害；電鍍工藝則會(huì)產(chǎn)生含重金屬的廢水，處理不當(dāng)會(huì)對(duì)土壤和水體造成嚴(yán)重污染。而激光熔覆技術(shù)避免了這些問(wèn)題，為制造業(yè)的綠色發(fā)展提供了有力支持。?
隨著工業(yè) 4.0 與綠色制造理念的不斷深化，激光熔覆技術(shù)正朝著 “修復(fù) - 強(qiáng)化 - 功能集成” 的方向發(fā)展。未來(lái)，激光熔覆技術(shù)有望與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)深度融合。通過(guò)人工智能算法，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整激光熔覆過(guò)程中的工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化控制，提高熔覆層的質(zhì)量穩(wěn)定性。利用大數(shù)據(jù)分析，可以對(duì)不同材料、不同工況下的激光熔覆工藝進(jìn)行優(yōu)化，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，為實(shí)際生產(chǎn)提供更的指導(dǎo)。激光熔覆技術(shù)還可能與 3D 打印技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜和個(gè)性化的修復(fù)與制造需求，為制造業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展注入新的活力。

激光熔覆技術(shù)作為表面工程領(lǐng)域的重要分支，其核心技術(shù)特性體現(xiàn)在高能密度熱源的調(diào)控與材料冶金結(jié)合的特優(yōu)勢(shì)上。與傳統(tǒng)堆焊技術(shù)相比，激光熔覆的能量密度分布更均勻，能夠?qū)崿F(xiàn)局部微區(qū)加熱，避免對(duì)基體材料造成大范圍熱影響。以某重型機(jī)械廠對(duì) Cr12MoV 模具鋼的修復(fù)為例，采用 1.5kW 光纖激光器進(jìn)行熔覆時(shí)，熱影響區(qū)（HAZ）厚度僅為 0.3-0.5mm，遠(yuǎn)低于電弧堆焊的 2-3mm，有效減少了基體材料的淬硬、變形等問(wèn)題。這種的熱輸入控制，使得激光熔覆在修復(fù)精密零部件時(shí)表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)。?
在熔覆層形成過(guò)程中，激光束與合金粉末的相互作用機(jī)理尤為關(guān)鍵。當(dāng)粉末顆粒被送粉氣流輸送至激光作用區(qū)時(shí)，會(huì)經(jīng)歷吸收激光能量、熔化、霧化、凝固等一系列物理化學(xué)變化。高速攝像觀察顯示，粉末在激光束中形成的 “羽流” 區(qū)域溫度可達(dá) 1500-2500K，使粉末顆粒在到達(dá)熔池前已完成預(yù)熔化，這一特性顯著提高了熔覆層的致密度。某研究機(jī)構(gòu)對(duì) 316L 不銹鋼粉末的熔覆實(shí)驗(yàn)表明，預(yù)熔化率達(dá)到 85% 以上時(shí)，熔覆層氣孔率可控制在 0.5% 以下，這是傳統(tǒng)熱噴涂技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的質(zhì)量指標(biāo)。?
激光熔覆的另一個(gè)核心優(yōu)勢(shì)在于其對(duì)熔覆層成分的調(diào)控能力。通過(guò)調(diào)整送粉系統(tǒng)中不同合金粉末的配比，可以在基體表面形成梯度功能材料層。例如在石油套管修復(fù)中，采用從基體側(cè)到表面?zhèn)?Cr 含量逐漸增加的梯度熔覆層，既了與基體的良好結(jié)合，又在表面形成高鉻耐磨層，使套管的使用壽命延長(zhǎng) 3 倍以上。這種成分設(shè)計(jì)的靈活性，讓激光熔覆能夠針對(duì)不同工況需求定制表面性能，拓展了其應(yīng)用場(chǎng)景。

光熔覆技術(shù)與其他表面處理技術(shù)的協(xié)同應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn) “1+1>2” 的疊加效果，滿足更復(fù)雜的工況需求。激光熔覆與等離子噴涂的復(fù)合工藝，先通過(guò)等離子噴涂形成厚度較大的底層（5-10mm），再采用激光熔覆制備表面功能層（0.5-1mm），既提高了修復(fù)效率，又了表面質(zhì)量。某水泥設(shè)備廠采用這種復(fù)合工藝修復(fù)立磨磨盤(pán)，與純激光熔覆相比，修復(fù)時(shí)間縮短 40%，而使用壽命延長(zhǎng) 20%，綜合效益顯著提升。?
在模具表面處理中，激光熔覆與離子氮化的協(xié)同應(yīng)用能夠大幅提高模具的耐磨性和抗咬合性。先對(duì)模具基體進(jìn)行離子氮化處理，形成 50-100μm 的硬化層，再在工作表面激光熔覆高硬度合金層，使模具的整體使用壽命達(dá)到傳統(tǒng)處理工藝的 3-5 倍。某家電企業(yè)的洗衣機(jī)滾筒模具采用該技術(shù)后，沖壓次數(shù)從 5 萬(wàn)次提升至 20 萬(wàn)次，大大降低了模具更換頻率和生產(chǎn)成本。?
激光熔覆與超音速火焰噴涂（HVOF）的組合方案，在石油鉆桿修復(fù)中表現(xiàn)出的性能。HVOF 噴涂形成的 WC-Co 涂層具有高耐磨性，但結(jié)合強(qiáng)度較低（約 50MPa），而激光熔覆的鎳基合金底層結(jié)合強(qiáng)度可達(dá) 300MPa 以上。通過(guò) “激光熔覆底層 + HVOF 面層” 的復(fù)合結(jié)構(gòu)，使鉆桿的耐磨壽命延長(zhǎng) 5 倍，同時(shí)避免了涂層脫落問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，采用這種復(fù)合技術(shù)的鉆桿在深井鉆探中可連續(xù)使用 800 小時(shí)以上，而傳統(tǒng)修復(fù)的鉆桿僅能使用 150 小時(shí)。