行业领域：制造业 —— 通用设备制造业

专利信息： 非专利技术

成熟度： 已有样品

技术合作方式： 完全转让 许可转让 技术入股 合作生产

技术推广方式： 正在技术推广

技术交易价格： 面议

联系人：潘星宇

联系方式：15167632789

技术成果发布数：2755

邮箱：1837269189@qq.com

成果内容简介

针对超硬耐磨强化层/梯度涂层的性能调控与制备、表面组织应力调控、变曲率厚板激光切割的飞溅挂渣、装备集成等高功率激光宏观加工中的关键技术难题，本成果在国家自然科学基金、浙江省重大国际科技合作专项等课题的支持下，开展性能可控的高功率激光加工关键工艺、装备研发及产业化，形成了系列具有自主知识产权的研究成果，并实现产业化应用。主要技术内容与创新点如下： 1）针对超硬耐磨涂层和梯度涂层的激光熔覆制备的工程特殊需求，构建了基于Kelvin-Helmholtz的理论模型，解决了高能量流下碳化物溶解和纳米层形成问题，开发出激光熔覆原位合成六边形WC硬质合金，其耐磨性较常规三角形WC提高6倍，较基体提高602倍；发明了基于离心力输送的多路粉末混合工艺、光-粉耦合位置动态调控技术，以及管道内壁环形光束无旋转加工方法，实现了高硬度低耗材激光熔覆涂层的原位合成、粉末束入射角和粉末配比的实时在线调控。针对不同材料的冶金轧辊的工程需求开发出相应的激光合金化工艺及粉末涂层配方，大幅提高了轧辊耐磨性、耐蚀性，提出满足风电轴承滚道-齿面耐磨性的激光高集热相变硬化工艺路径，实现了42CrMo风电轴承的HRC60±2、5.5-6mm硬化层深、100mm扫描宽度的相变硬化应用，解决了其中的硬化软带、硬化层深度与硬度的调控问题。 2）针对焊接接头/熔覆涂层的晶粒粗大和残余拉应力问题，研究了超声耦合电弧与熔池金属作用的动力学模型与组织应力调控机制，提出了超声耦合电弧-激光复合焊接新工艺；开发了基于超声冲击/激光冲击波效应的在线后处理工艺方法，实现了晶粒细化与残余压应力调控。 3）针对激光加工过程中飞溅、挂渣、锥度不可控等质量问题，发明了基于发泡、磁场、电磁场耦合辅助的激光精密加工方法，开发了聚焦镜渐进式变焦、测距运动式调焦、变曲率组合镜变焦技术，实现了厚板、复杂构件激光加工质量的精细调控。 4）针对不同工程背景对激光加工装备的结构功能要求及其高效、高精度、高可靠性的需求，通过系统结构创新、激光参数调控、工艺集成及优化等关键技术研发，实现了融合切割、熔覆、焊接、热处理、强化等多功能的激光装备的系列化集成与产业应用。 项目研制的装备融合激光宏观加工与超声强化功能，光-粉角度实时在线可调，重复送粉精度为±0.8%；原位合成六边形WC组织，其耐磨性为基体的602倍，较三角形WC组织提高6倍；形成-283Mpa表面残余压应力，层深1.6~1.8mm，高强钢焊接韧性提高80%。 项目共授权发明专利12件，发表论文10篇，其中SCI收录6篇。项目研究成果在温州市冠盛汽车零部件集团股份有限公司、奔腾激光(温州)有限公司等100余家激光装备生产企业和高端装备制造业企业转化与成功应用。近三年，7家主要应用单位累计销售激光加工装备800余台套，项目完成单位直接经济效益：产值15.70亿元，新增利润1.17亿元，新增税收0.60亿元，实现出口创汇1187.57万美元；非项目完成单位应用项目成果经济效益：产值9.14亿元，新增税收0.20亿元，经济社会效益显著。经专家鉴定，所研发的激光、切割、熔覆关键技术及其系列装备整体水平达到国际先进。该项成果对我国装备制造业的科技进步有极大的促进作用。