基于热(冷)喷涂和超高速激光熔覆的精细制造/再制
成果类型:: 发明专利,新技术
发布时间: 2021-10-29 12:10:38
热喷涂是通过对传统激光熔覆的光学准直、聚焦和整形以及与之配合送粉头的重新设计从而实现均匀薄涂层的高速熔覆技术,目前受到广泛关注。由于兼具热喷涂快速沉积涂层特性以及激光熔覆冶金结合的特点,有望成为规则表面实现替代电镀硬铬的新方法。冷喷涂是利用超音速气流获得高速粒子使其通过固态塑性变形沉积而制备技术的方法。
超高速激光熔覆相比于传统激光熔覆,激光能量主要作用粉末,能量分配:基材20%,粉末80%,粉末温度高于熔点,修复产品表面粗糙度可小于20微米,修复厚度可低至30微米。
项目组拥有超高速激光熔覆全套技术,从喷嘴设计、材料选型以及工艺研发方面全流程覆盖,确保从源头把握制备工艺。前期已经实现钛合金防腐涂层制备,达到涂层厚度50~150μm,表面光滑,无明显裂纹、孔隙;在叶片等金属表面的超高速激光熔覆Stellite6合金,Stellite6合金单层厚度约380μm,稀释率5%;铝合金高速激光熔覆铜基合金,实现了材料表面高硬度、高剪切强度、高冲蚀磨损。在精细制造方面能够按需修复;高性能修复;高效自动化;在冷喷涂工艺方面实现了长时连续喷涂,高送粉速率;高沉积速率。
可应用于大型高价值零件修复,野外金属制品快速修复,大型承力件修复,镀铬工艺友好环境替代,高耐磨涂层。
李成新,西安交通大学材料科学与工程学院教授、博士生导师,焊接与涂层研究所所长,国家重点研发计划氢能领域专项首席,入选陕西省创新人才推进计划“中青年科技创新领军人才”,教育部“新世纪优秀人才计划”,2021年度Elsevier材料科学与工程领域“中国高被引学者”。2012年7月至2012年9月,前往法国贝尔福蒙贝利亚尔技术大学访问,与法国最大的热喷涂实验室合作,开展了基于真空等离子喷涂的高性能陶瓷涂层的应用基础研究工作;2014年12月至2015年12月,前往美国佐治亚理工学院访问,与该校创新燃料电池和电池中心刘美林教授(欧盟科学院院士)合作,开展了基于热(冷)喷涂方法的先进功能陶瓷涂层在燃料电池和疏水领域的应用研究。现兼任中国硅酸盐学会固态离子学分会委员,中国能源研究会燃料电池专业委员会委员,中国高温燃料电池标准化技术委员会委员,中国表面工程协会热喷涂专业委员会理事。20 多年来一直聚焦于 SOFC 电极与电解质新材料、单电池与电堆新结构以及系统集成相关的应用基础研究。提出了基于热喷涂制备管状和平板状 SOFC 结构及其制备方法,揭示了电池各功能层在高温服役环境下的演变行为,构建了竹节管式电池与电堆的知识产权体系,在国内首次且目前唯一公开报道了功率达到 40W 的单个竹节管式电池、且开发了千瓦级竹节管式电堆。近5年在国家重点研发计划、国家自然科学基金国际合作项目等项目的支持下获得科研经费超过 5000 万元,在 Energy & Environment Science、Journal of Materials Chemistry A、Acta Materialia、Chemical Engineering Journal等著名期刊发表论文200 余篇,论文总引用量超过 5500 次,申请 SOFC 发明专利 30 余项。
□实验室阶段 √工程化阶段 □产业化阶段
为促进科学技术产业化的发展,希望能够充分利用对方广泛的市场资源优势和科研平台能力,实现技术研发与市场营运的直接联盟。为使新技术尽快转化为生产力,希望实行技术合作开发联营生产和产值提成的方式紧密合作。希望合作方能够负责组建生产公司及工商、税务经营手续和必要的启动资金;在双方合作期间,我方对该产品不断创新和改进。
企业实施科技成果转移转化,采取以下方式并达到相应的目的:
一是开发新的产品或服务,以培育新的市场竞争力;
二是开发新的工艺,以提质、降本、降耗、增能、增效;
三是完善管理,优化流程,以强化对企业生产经营的控制力;
四是进入新的市场,以扩大市场规模;
五是培育新的能力,以取得新的优势;
六是完善经营管理的体制机制,以提高效益。
希望与企业、科学技术研究开发机构、高等学校和其他组织建立优势互补、分工明确、成果共享、风险共担的合作机制,按照市场机制联合组建研究开发平台、技术创新联盟、创新联合体等,协同推进研究开发与科技成果转化。