[00118821]离心压缩机主轴激光淬火表面强化关键技术开发及应用

1.所属科学技术领域 本项目属于材料科学与工程领域。 2. 主要技术内容 本项目以离心压缩机产品主轴为研究对象,选取典型的合金钢材料35CrMo,利用高功率激光立体成形实验机和材料相关分析检测设备,通过激光淬火表面强化方法实现主轴表面硬化的技术目标。激光淬火对于合金钢材料表面强化处理具有工艺稳定和成本低廉等显著优点,淬火工艺参数对强化效果的影响及其物理机制是研究人员关注的焦点。本项目重点研究了不同激光功率以及扫描速率对材料表面的强化结果。研究激光功率和扫描速率对淬火效果的影响,采用金相显微观察和SEM分析淬火层结构组织,采用显微硬度计和摩擦磨损实验,分析淬火层显微硬度和耐磨性,采用电化学腐蚀的方法考察淬火层耐蚀性,确定了最佳的激光淬火工艺,使离心压缩机产品主轴表面的抗冲刷腐蚀性能明显优于本体材料,为压缩机国产化提供了可资参考的系统解决方案。 3. 技术经济指标 激光淬火后,淬火层主要成分为细小马氏体和残余奥氏体。淬火层平均硬度为620±10HV,较基体提升168%,不低于55HRC。与基体相比,淬火层的摩擦系数介于0.25-0.8之间,相对基体较小,失重低于基体,说明淬火层具有耐磨减摩性。淬火层的耐蚀性优于基体,随着扫描速率或激光功率的增加,淬火层自腐蚀电位先增加后减小,自腐蚀电流密度先减小后增加,样品耐蚀性较淬火前明显。综上所述,激光扫描速率固定为800mm/min时,激光功率为1200W时,其硬度、耐蚀性、耐磨性性能达到最佳。 4. 促进行业科技进步作用及应用推广情况 本项目授权发明专利 2 项,成果的实施可使离心压缩机产品主轴的寿命提升 1-2 倍;可延长机组服务周期,减少检修或更换零部件的时间,提高压缩机在化工等领域的生产效率。本项目成果的实施,可实现压缩机设备的国产化,符合国家实施的装备制造国产化发展战略。