流体控制设备是我国装备制造业的重要组成部分,作为其核心产品的阀类设备是控制介质流通或截断的机械装置,广泛应用于石油、化工和天然气等领域,是国民经济中常用的通用机械之一。阀类设备工况复杂、多变、恶劣,如应用于采油树的关键部件平板闸阀在使用过程中要受到高压、磨损、腐蚀等作用,容易产生磨损和冲蚀腐蚀,严重影响其使用寿命和服役性能。我国阀类设备存量巨大,每年因阀类核心零部件失效而导致报废的阀门数量巨大,若能采取有效的再制造措施,对失效或退役的阀类设备进行修复,将能够产生极大的社会经济价值。为此,本课题在国家自然科学基金“增材再制造机械零件服役寿命预测方法及实验研究(51505268)”的资助下,以平板闸阀核心零件阀芯为研究对象,展开激光熔覆再制造研究,具体研究内容如下:首先,对阀芯零件40Cr钢开展激光熔覆再制造工艺优化研究。以扫描速度、激光功率、送粉速度、离焦量为自变量,以稀释率和显微硬度为目标函数,采用均匀设计方法构建激光熔覆工艺参数的多元回归方程,获取单道熔覆最优工艺参数,并研究搭接率对多道熔覆层表面熔覆质量的影响规律,获取多道熔覆层最优搭接率。然后,以单道熔覆最优工艺参数为基础制备激光熔覆再制造涂层,展开再制造涂层组织与性能研究。分析激光功率和扫描速度对再制造涂层微观组织的影响规律,研究了最优工艺参数下熔覆层显微硬度分布,并通过摩擦磨损试验,研究了熔覆层的摩擦磨损性能。最后,以真实平板闸阀阀芯为研究对象,开展阀芯零件激光熔覆再制造。分析阀芯零件受损状态,确定待修复区域并建立三维模型,采用三种不同工艺路径对阀芯零件进行再制造修复,并将复原后的阀芯零件采用数控机床进行尺寸精加工。