煤矿产业是我国的基础产业之一，在国民经济和国家发展中占有重要地位和作用，而煤矿装备的性能和质量直接关系到煤矿的生产安全和生产质量。在煤矿开采领域，关键部件因为运输及开采环境的影响，致使其零部件表面极易发生磨损、变形、腐蚀等现象。因此，延长整机及关键零部件使用寿命对提高采煤效率具有重要意义，而研发可靠的装备修复绿色再制造技术以及耐磨及抗腐蚀性能较好的熔覆材料成为提高煤矿装备寿命待解决的问题。

西安科技大学高中堂教授及其团队以矿山装备关键零部件为主要应用对象。采用图神经粉末开发、高速激光熔覆和原位增强相合成相结合的方法，解决了激光熔覆过程由于冷速过快导致元素偏析大和熔覆层组织不均匀而导致力学性能差的问题。最终制备出适合于重载腐蚀环境下表面无裂纹、元素偏析小和力学性能优异的熔覆层。团队针对以上研究首次报道不引入第二相原位合成了TiBx/TiC/TixNiy强化相，采用高速激光熔覆+原位合成增强相相结合方法大幅提高熔覆效率，解决了增强相在基体中弥散分布问题，实现了重载环境下抗蚀和耐磨同时提高的目的，激光熔覆厚度在2mm成本降低至800元/m2。

图1. 煤矿装备绿色再制造技术及理论分析示意图

为推动科研成果业务化、规模化应用，本团队积极对接煤矿装备相关企业，根据煤矿装备企业重大技术需求，针对液压油缸等煤矿装备关键零部件制造方向开展合作，取得一系列的成果和产业化应用。采用特殊设计工艺能够有限应对重载恶劣工况下的使用要求，结合耐磨抗腐蚀涂层制备技术，最终有效延长油缸部件的使用寿命3到5年。通过运用激光熔覆、高速激光喷涂等先进技术手段，为矿用液压支架、采煤机、刮板运输机及掘锚一体机等相关装备高标准维修、再制造以及薄煤层液压支架制造提供系统解决方案。通过本团队研发的高性能耐磨抗腐蚀涂层，成功修复了浮选机部分锈蚀、磨损严重的矿业机械设备，延长了设备的使用年限并有效地解决了机械设备后续的锈蚀、磨损等问题，创造直接经济效益近2000万元。

图2. 团队部分成果展示

成果的广泛应用对推动煤矿装备绿色再制造具有重要的理论意义和重大的工程应用价值。同时，该技术可以扩展到电力、石油和化工行业，推动相关企业绿色制造发展，符合可持续发展战略。