激光表面融凝改性技术

激光表面熔凝改性技术基于空断路器用铜基合金触头的激光表面改性需求, 团队提出了高功率密度激光表面熔凝改性技术,光束直接作用于触头表面,形成致密、高纯度、细小均匀、层深可控的硬化细晶层,实现了厚度大、覆盖率高、无变形的改性层,显著提高了触头的导电率、使用寿命、抗熔焊性能、开断大容量性能和抗电压能力,解决了真空灭弧室触头关断次数少和安全性低的问题。该技术在实现表面改性的同时可对触头表面进行清洁,有效解决了现有技术需要后续加工的问题;适用于任何方法制备的铜铬触头的表面改性,具有很强的普适性。

团队在激光表面改性机理、工艺、装备及应用方面有多年的研究基础和成果积累,拥有自主研发的激光表面改性系统,包括高功率密度激光器、高速度高精度运动平台、惰性气氛装置、光束空间强度变换装置、高分辨率在线监测系统和工艺数据库,整套系统具有高速度、高精度、高可控性、和无氧环境的特点。

本技术能够建立完整的针对不同应用需求的激光表面改性的技术体系,包括工艺优化方案、样件成品、装备系统等。主要技术指标和特点:

  • 改性层厚度大于50μm
  • 覆盖率大于99%
  • 易氧化金属表面的加工
  • 可加工表面形状不受限制,可为圆形、方形、线型等

 

项目主要针对电力行业真空断路器铜铬合金高压触头表面改性、大型汽车冲压覆盖件模具表面强化、车用发动机气缸盖气门座激光强化、大型盾构设备刀具的表面改性等工业应用。

 

CrCu合金触头(改性后);改性层微结构(改性层厚度~300μm,Cr颗粒~40μm)

高功率高速度激光快速熔凝

 

 

                                   

 

液相分离示意图

 

    

不同激光功率作用下表面熔凝后的层剖图