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作品名称："变废为宝"：废热障涂层刀片的高效射流剥离与清洁回收系统创新设计
学校名称：山东理工大学
参赛队伍：GGBond队
队伍编号：206853
参赛学生：丁国良赵志文苗玉河
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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详细说明

为了推动能源利用效率大幅提高，构建新发展格局，推动高质量发展，完善实施能源消费强度和总量双控、主要污染物排放总量控制制度，我国政府提出到2025年，全国单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%。近几年，钨、钴资源的过渡利用日趋严重，必须采取适当的措施合理利用现有资源。硬质合金刀片在切削加工中用量极大，报废刀片中存在大量的钨、钴资源。在传统的回收工艺中，一般采用高温氧化＋球磨去除涂层方法，但其只适合简单形状刀具的涂层去除对刀具的损伤较大，刀具表面残留小部分的涂层，去除涂层后刀具切削性能无法恢复等缺点。针对这种传统的冷却方法，我们提出了废热障涂层刀片射流去除及其清洁回收系统，激光、水和涂层之间存在着复杂的耦合关系，主要表现为激光的加热作用和水射流的冲击、冷却作用。激光的加热作用使材料发生熔化或者汽化：水射流的冲击作用使材料去除，其冷却作用降低激光加工的热累积，减少基体材料的热损伤。在激光热效应的作用下，一部分能量被水层和涂层反射，其不参与涂层去除；激光强度较大时，发生蒸发的涂层会多于熔化的涂层，涂层的蒸发会带走一部分熔化的涂层，其余熔化的涂层在水射流冲击作用下带离烧蚀区域；激光强度较小时，发生蒸发的涂层少于熔化的涂层，大部分熔化的涂层靠水射流的冲击去除。废热障涂层刀片射流去除及其清洁回收系统加工能够高效、彻底的去除涂层，并降低基体的损伤，其加工精度较高适合于复杂形状刀具的涂层去除，是一种高回收利用率、无污染、环境友好的绿色制造技术。