液压缸和活塞杆的激光熔覆 

活塞杆和液压缸承受着极端的机械应力和腐蚀负荷。传统的表面保护工艺正逐渐触及法规与技术瓶颈。 激光熔覆(也称为激光涂覆或激光堆焊)正逐渐确立为一种具有未来前景的制造技术,其在核心性能参数上超越了硬铬电镀和热喷涂等传统工艺。EMAG LaserTec 开发并制造交钥匙生产系统,首次将该工艺以可工业化扩展且经济高效的方式引入批量生产。 

 

激光熔覆适用于哪些应用? 

液压缸和活塞杆的激光熔覆技术适用于广泛的行业和应用领域。在高机械负荷、耐腐蚀、长使用寿命需求的工况下优势显著。 

 

01.

机械工程和移动液压领域中的液压缸

移动式起重机、工程机械、农业机械和采矿设备使液压缸处于最严苛工况。灰尘、湿气、温度波动和高压持续作用于活塞杆表面。在此类应用中,经过激光熔覆的活塞杆可显著延长使用寿命,并减少计划外的停机时间。 

 

02.

轴向柱塞单元和泵类组件

轴向柱塞泵和马达中的活塞承受着极高的滑动速度和表面压力。激光熔覆可形成低摩擦、高承载能力的表面,从而最大限度地减少磨损,并延长整个液压单元的使用寿命。 

03.

无六价铬生产

激光熔覆工艺完全不涉及电镀过程,因此不含六价铬化合物。采用该工艺的制造商既符合REACH法规的要求,同时以具有前瞻视野的合作伙伴形象面向客户。 

液压缸及旋转工件上活塞杆的激光熔覆
液压缸的激光熔覆工艺。激光束将金属粉末精确熔覆于表面。

埃马克为活塞杆激光熔覆提供哪些设备方案? 

ELC 1500 LMD 和 ELC 2700 LMD – 轴类涂层长度可达 2.7 米

埃马克ELC LMD 系列激光熔覆设备专为回转对称件的涂层而设计。该设备由带驱动装置的主轴箱、电动尾座以及送丝送粉装置的工艺光学定位系统组成。 

ELC LMD 系列的主要技术参数:

参数 ELC 1500 LMD ELC 2700 LMD 
工件最大长度 1,500 mm 2,700 mm 
工件最大直径 1,000 mm 1,000 mm 
工件最大重量 2,000 kg 2,000 kg 
填充材料 粉末或焊丝 粉末或焊丝 

系统集成工艺监控传感设备,该系统已在制动盘这种要求极高且涉及安全性的熔覆工艺中多次证明了其可靠性。送粉机、激光器、冷却单元和抽吸系统作为完整套件集成在机床设计中。 

 

埃马克ELC 1500 LMD 激光熔覆设备,集成激光器、抽气系统、冷却系统和粉末输送系统
埃马克ELC 1500 LMD 激光熔覆设备的全景图,用于对轴和活塞杆进行激光熔覆。该设备包括激光器、冷却单元、送粉机、带预分离器的抽吸系统以及控制面板。
埃马克ELC 1200 V LMD 立式机床,用于小型工件激光熔覆
埃马克ELC 1200 V LMD 是一款紧凑型立式机床,用于小型工件的批量激光熔覆。

ELC 1200 V LMD – 适用于小型零件和批量生产的紧凑型设备 

针对轴向活塞、圆盘或易损件等小型部件,埃马克推出了 ELC 1200 V LMD。这款紧凑型立式设备基于久经考验的 ELC 1200 V 平台,配备回转工作台和专用工件夹具,并可定制自动化配置。 针对小零件,可采用多工位夹具,以及无人操作的机器人装卸或桁架输送系统。 例如,振动送料机负责输送工件,而搬运机器人则自动装载机床。熔覆工艺完成后,零件通过重力辊道下料。该解决方案即使在大批量生产时也能实现经济高效的批量生产。 


埃马克如何助力客户开启激光熔覆之旅? 

埃马克全程协助从最初的可行性分析到交钥匙生产线的整个过程。在内部技术中心,我们会进行针对具体应用的涂层试验,以验证材料选择、工艺参数和涂层性能。 通过将激光技术、机械制造和自动化专业能力整合于一体,埃马克提供交钥匙整体解决方案。这种交钥匙模式缩短了项目周期,并降低了多供应商协作中产生的接口风险。 

埃马克激光应用中心配备激光设备及样件,用于熔覆试验和工艺开发
埃马克激光应用中心是激光熔覆可行性研究和工艺开发的技术中心。配有各种激光设备及样品部件,供客户进行试验。

关于活塞杆和液压缸激光熔覆的常见问题 

是的,在许多应用场景中,激光熔覆作为硬铬电镀的技术替代方案,不仅性能更优,且更具前瞻性。其金属结合力、不含六价铬的特性,以及在动态载荷下的卓越耐腐蚀性,都充分证明了这种技术转型的合理性。

 

埃马克可处理多种金属粉末和金属丝。典型的熔覆材料包括含碳化铬合金、镍基合金和钴基合金。材料的选择取决于具体应用对硬度、耐腐蚀性和摩擦性能的要求。 

激光熔覆表面在熔覆工艺完成后需进行磨削,以达到密封运行所需的最终直径和表面质量。表面粗糙度可达 +/- 15 µm。 

在特定使用条件下,激光熔覆活塞杆的表面可能会出现视觉上的变色。这种变色不会影响熔覆的技术功能、耐腐蚀性或耐磨性。 

ELC LMD系列可处理长度达2700毫米、直径达1000毫米、重量达2000千克的工件。更大尺寸的工件可根据要求定制。针对小型零件和批量生产,可选用紧凑型ELC 1200 V LMD设备。 

优势 

  • 一站式交钥匙生产系统——涵盖机床、激光、自动化及工艺技术
  • 源自大规模量产的成熟传感器技术与工艺监控
  • 灵活的设备平台,可处理长度从几厘米到2.7米的部件
  • 根据应用需求提供粉末和金属丝工艺
  • 覆盖全球的运营服务与支持网络 

工艺

复杂的制造系统来自单一来源,得益于高范围的技术

在激光熔覆过程中,金属填充材料以粉末或丝材形式被精准送入激光产生的熔池中。由此形成与母材牢固结合的冶金结合层。 该工艺适用于构建耐磨和防腐层、修复受损部件区域,以及针对性地调整表面功能。

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激光涂层(又称 LMD - 激光金属沉积)是一种热涂层工艺,通过激光束将金属粉末熔化并直接涂覆在部件上。该工艺可制造出具有高粘合强度、耐磨性和特定几何形状的功能表面。

与电镀或热喷涂工艺不同的是,激光镀膜可与基体材料形成冶金结合,而无需向部件体积输入大量热量。

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激光焊接是生产结构紧凑、重量优化以及相应地节约能源的先决条件。 激光束聚焦能量的可调节性保证了能够进行高速焊接,并将焊接的变形降至最小。它也确保工件可以进行更为经济的成型加工和后续的焊接,在进入装配线之前并不需要进一步的加工处理。

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