一、“CNK+銅增材再制造技術(shù)”的含義
CNK+銅增材再制造技術(shù),是一種可用于結(jié)晶器再制造的創(chuàng)新性技術(shù),該技術(shù)制造條件為常溫常壓水溶液,采用液相復(fù)合材料制造技術(shù),在銅基材表面以增材方式制造出厚度為10微米至35毫米、平均粒徑為50納米、硬度可達(dá)HV370的銅基復(fù)合材料。
關(guān)鍵詞:CNK+ ;銅增材再制造技術(shù);復(fù)合材料
二、CNK+銅增材再制造技術(shù)及其創(chuàng)新
CNK+銅增材再制造技術(shù)在制造方法、材料結(jié)構(gòu)及零部件性能等多方面取得了突破。其核心技術(shù)的創(chuàng)新在于:根據(jù)不同用戶的需求,可以在鋼、鎳、銅、鋁等多種材質(zhì)的零部件上復(fù)合多種、多層納米復(fù)合合金材料,制造出各種復(fù)雜結(jié)構(gòu),且材料內(nèi)部無(wú)任何內(nèi)應(yīng)力及缺陷。經(jīng)CNK+銅增材再制造技術(shù)制造的零部件具有優(yōu)異的耐高溫、耐磨損、長(zhǎng)壽命等性能。 根據(jù)用戶提出的諸如耐磨損、耐高溫、高強(qiáng)度及其它物理性能等要求,CNK+銅增材再制造技術(shù)可以在不同基材上再制造出滿足上述要求的特種金屬合金材料、雙金屬材料及梯度復(fù)合材料,如圖1至圖3所示。再制造材料的形狀及厚度也可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
三、CNK+銅增材再制造技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
CNK+銅增材再制造技術(shù)用于對(duì)銅質(zhì)零部件的再制造最具創(chuàng)造性。該技術(shù)針對(duì)失效零部件的情況調(diào)整再制造納米復(fù)合材料層的厚度及形狀,在恢復(fù)其原尺寸的同時(shí),賦予零部件更高的性能(圖4)。經(jīng)CNK+銅增材再制造零部件的性能遠(yuǎn)超過(guò)新品。例如,對(duì)于因機(jī)械損傷或磨損過(guò)度而報(bào)廢的銅基材零部件,采用CNK+銅增材再制造技術(shù),在常溫常壓狀態(tài)下可對(duì)失效部位或者破損部位進(jìn)行再制造,且用于再制造的材質(zhì)性能更優(yōu)。特別重要的是,再制造后的增材與基材之間無(wú)內(nèi)應(yīng)力。CNK+銅增材再制造技術(shù)尤其適用于要求高導(dǎo)熱性零部件(例如銅、鋁等)的再制造,這是包括堆焊、激光重熔等常規(guī)熔融修復(fù)工藝所做不到的。
CNK+銅增材再制造技術(shù)主要優(yōu)勢(shì)包括:
1、零部件再制造。CNK+銅增材再制造技術(shù)突破了現(xiàn)有各種表面涂覆技術(shù)的局限,創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)了對(duì)銅基零部件的再制造,可以使失效零部件恢復(fù)到原尺寸,這意味著大部分的機(jī)械受損零件都可以免回爐再制。CNK+銅增材再制造技術(shù)進(jìn)行再制造材料層厚度可達(dá)35 mm;
2、復(fù)合材料多元化。根據(jù)需要,CNK+銅增材再制造技術(shù)可以在零部件基體上進(jìn)行多層、多種納米合金材料的復(fù)合加工,滿足用戶提出的諸如耐磨損、耐高溫、高強(qiáng)度及其它物理性能等要求,不僅可恢復(fù)銅基零部件尺寸,還可以制造出特種金屬合金材料、雙金屬材料等高性能材料;
3、無(wú)內(nèi)應(yīng)力及缺陷。采用CNK+銅增材再制造技術(shù)對(duì)失效零部件進(jìn)行的性能優(yōu)化和再制造,可實(shí)現(xiàn)再制造納米復(fù)合材料層與零部件基體之間的良好結(jié)合,增材層與基材之間的結(jié)合性能良好且無(wú)內(nèi)應(yīng)力。
四,CNK+銅增材再制造技術(shù)在連鑄結(jié)晶器上應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)
1.對(duì)失效結(jié)晶器進(jìn)行局部或整體增材再制造(圖5、圖6)
2,廢舊結(jié)晶器銅板、銅管經(jīng)再制造后可重復(fù)利用(圖7)
3,再制造工藝路線短,大大節(jié)約制造成本,并使鋼鐵企業(yè)節(jié)約采購(gòu)成本(圖8)
五,檢驗(yàn)與測(cè)試
經(jīng)過(guò)對(duì)采用CNK+銅增材再制造技術(shù)制造后、并經(jīng)長(zhǎng)期循環(huán)使用多次的零部件進(jìn)行解剖取樣檢驗(yàn)(圖9),對(duì)斷層進(jìn)行金相分析(圖10),并對(duì)增材層進(jìn)行熱導(dǎo)率測(cè)試(表1),結(jié)果表明性能如初。
六, CNK+銅增材再制造技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用
CNK+銅增材再制造技術(shù)在回復(fù)失效零部件尺寸的同時(shí),大幅度提升其性能。在零部件失效部位再制造的納米復(fù)合材料與基材的結(jié)合性能良好、顯著提升再制造零部件的壽命。
CNK+銅增材再制造技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于冶金礦山、重型機(jī)械、交通運(yùn)輸、航空航天、國(guó)防軍工、石油化工、船舶動(dòng)力等行業(yè)。
針對(duì)連鑄結(jié)晶器產(chǎn)品修復(fù),根據(jù)廢舊結(jié)晶器的破損情況,可在廢舊結(jié)晶器上采用CNK+技術(shù)進(jìn)行銅增材(C+)、鎳增材(N+)或同時(shí)進(jìn)行(C+)+(N+)工藝,以滿足用戶需要。
CNK+銅增材再制造技術(shù)在產(chǎn)品性能、使用壽命等各方面都優(yōu)于現(xiàn)有工藝,可以為用戶創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。CNK+技術(shù)已經(jīng)步入工業(yè)化,已經(jīng)連續(xù)數(shù)年為鋼鐵企業(yè)提供了各種銅基零件修復(fù)服務(wù),并且在應(yīng)用實(shí)踐中完成了工業(yè)驗(yàn)證(圖11-圖19)。
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