CNK+铜零件修复技术的原理和发展概况

      与现有的各种常规的加工技术相比,使用电子束、激光束或离子束等高能量密度的束流对材料进行表面加工(例如喷涂、表面硬化处理等),可以取得更好的耐高温、耐磨损效果,因此被誉为本世纪先进制造技术之一。

  • CNK+技术是一种实用化的表面加工综合工艺,联合了多元系离子束流表面加工技术)、脉冲镀等先进技术,取得了1+1>2的优异效果。

  • CNK+技术可以在母材表面复合多种金属合金,也可以复合多层金属合金材料,复合材料(纳米级)厚度可达150mm!这一革命性的成果意味着CNK+是一种真正的母材表面再制造技术。

  • CNK+技术已经步入工业化,已经连续数年为几十家钢铁企业用户提供了各种铜基零件修复服务,并且在应用实践中完成了工业验证。以连铸机结晶器为例,经CNK+技术修复的结晶器累计(过钢)产量已经超过一千万吨。   

      根据用户提出的诸如耐磨损、自润滑、耐高温、高硬度、高强度、抗挤压变形及其他物理性能等要求,CNK+技术可以在母材上复合加工满足上述要求的特种金属合金材料或双金属材料,修复层、复合材料层的厚度也可以根据需要进行调整。

       相对现有的大部分的表面改性加工技术而言,CNK+技术工艺对基材的性能影响最小,纳米复合材料与基材的结合性能良好、几乎不会剥落,也可以对复杂零件实现无死角地修复或表面改性加工,达到延长寿命的效果。

       在诸多前沿高科技如高能束流表面改性技术、脉冲镀技术等发展基础上, CNK+技术取得的革命性的突破在于:可以在钢、镍、铜、铝、陶瓷等多种母材的零件上复合多种或多层的金属合金材料;有效地消除了表面加工应力;可以获得大厚度的纳米复合层(Nanocomposite),在耐高温、耐磨损、长寿命方面的表现也非常优秀。

这种技术进步对于金属铜的修复是最具突破性的,CNK+技术可以根据损伤零件的情况调整纳米复合材料的厚度,直至恢复到原尺寸。例如,对于磨损的、甚至因机械损伤或磨损过度将报废的铜基材零件,采用CNK+新工艺,在常压状态下可进行部分或全部的表面再制造,而不需回炉再制。特别重要的是,修复后的母材无内应力。CNK+技术尤其适用于高导热性材料(例如铜、铝等)的修复,这是常规的堆焊等熔融修复工艺所不能做到的。

       CNK+技术可以广泛应用于冶金矿山、重型机械、交通运输、航空航天、国防军工、石油化工、船舶动力。

针对连铸机的结晶器,CNK+铜修复技术在产品性能、使用寿命等各方面都优于现有工艺,由于避免了材料报废,可以为用户创造巨大的经济效益。


CNK+铜修复技术特点

与现有的各种表面涂覆技术相比,CNK+铜修复工艺具有多项世界水平的技术创新,主要技术优势包括:

  1. 母材再制造。CNK+技术突破了现有各种表面涂覆技术的局限,具有对铜基零件的表面再制造能力,可以使机械损伤零件恢复到原尺寸(复合材料厚度<150mm),这意味着大部分的机械受损零件都可以免回炉再制;

  2. 复合材料多元性。根据需要,CNK+技术可以在母材上复合多层、多种纳米合金材料,满足用户提出的诸如耐磨损、自润滑、耐高温、高硬度、高强度、抗挤压变形及其他物理性能等要求,不仅可修复铜基零件,还可以制造出特种金属合金材料、双金属(Bimetal)材料板材、管材及其他型材;

  3. 无应力修复缺陷。CNK+技术可以在无应力下对受损零件进行的表面改性和再制造,避免了熔融修复的缺陷。


CNK+铜修复工艺和工业实践


对经CNK+技术修复、循环使用的管坯结晶器进行了解剖取样检验,并对断层进行了金相分析。所有的检验结果都证明:生长层(纳米复合材料)与母材结合牢固,CNK+复合材料不会出现任何剥落。

经过大批量工业验证,与现有镀铬合金管坯结晶器相比,采用CNK+技术(表面复合镍合金材料)修复的管坯结晶器使用寿命提高3倍以上。

采用CNK+技术修复的结晶器最长循环使用时间已经超过2年,并且修复后还可以继续使用。&ldquo;一旦采用CNK+技术,用户就不再报废结晶器&rdquo;,每年有30%的结晶器可起死回生!

 

经济效益与合作


1、CNK+技术的修复能力和材料性能已达到或超过国外同类产品技术指标。与现有的管坯结晶器常规镀铬合金工艺相比,CNK+技术修复的管坯结晶器使用寿命提高3倍。

 

2、CNK+ 铜的再制造技术让结晶器一类的铜基零件基本实现了多重循环使用(免于回炉再制)。几乎所有的因机械损伤或磨损过度的结晶器都可以采用CNK+技术实现循环使用。


3、CNK+铜修复技术目前可以承接管径不大于1000mm、铜板尺寸达2500mm、单件重量10吨以下的各类结晶器和铜基零件的修复已经在为几十家钢铁企业长期提供各类结晶器和铜基零件的修复服务,累计生产 管坯超千万吨,成本仅及更新费用的1/2。

 

4、CNK高能束表面加工技术在国际上已经得到广泛认可和实践应用,CNK+技术应用在结晶器修复领域,可以带动钢铁企业的技术升级,大幅度降低生产成本,提高企业竞争能力。


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