專利名稱：液壓支架立柱缸筒、活塞桿耐磨抗蝕涂層的激光熔覆工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光熔覆技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及礦山液壓支架立柱缸筒、活塞桿 表面制備耐磨抗蝕合金涂層的工藝。
背景技術(shù)：
液壓支架立柱是礦山開(kāi)采設(shè)備中的關(guān)鍵部件，立柱缸筒、活塞桿是立柱的 主要組成部分。液壓支架立柱缸筒、活塞桿工作時(shí)不僅承受強(qiáng)大的力學(xué)載荷， 而且受到乳濁液的腐蝕和進(jìn)入乳濁液中硬質(zhì)顆粒的磨損和劃傷。因此立柱缸筒、
活塞桿通常采用高強(qiáng)度27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼制造，而其工作表面通常采用電鍍耐 磨防腐蝕的鍍層來(lái)滿足耐磨抗蝕功能，鍍層材料一般為銅錫合金或鉻等。由于 電鍍鍍層與基材之間為物理結(jié)合，結(jié)合力不高，在活塞桿與缸筒長(zhǎng)期滑動(dòng)工作 時(shí)經(jīng)常發(fā)生鍍層脫落，引起立柱密封和動(dòng)力性能顯著下降而報(bào)廢或需大修，不 僅增大了礦山材料消耗，而且降低了生產(chǎn)作業(yè)效率。電鍍工藝還存在著排污引 起環(huán)境污染的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種液壓支架立柱缸筒、活塞桿耐 磨抗蝕涂層的激光熔覆工藝。該工藝采用具有良好的抗腐蝕性和耐磨性的合金 粉末作為激光熔覆合金材料，采取激光熔覆方法將具有耐磨抗蝕性能的合金粉 末均勻地熔覆在缸筒、活塞桿工作表面上，形成均勻致密的冶金結(jié)合涂層，耐 蝕性能達(dá)到不銹鋼的水平。
采用的技術(shù)方案是
液壓支架立柱缸筒、活塞桿耐磨抗蝕涂層的激光熔覆工藝，其特征在于包 括以下工藝過(guò)程
(1) 立柱缸筒、活塞桿表面預(yù)處理
室溫下對(duì)立柱缸筒、活塞桿表面進(jìn)行除油、除銹，并用酒精清洗干凈。
(2) 合金粉末的選擇和自動(dòng)送粉裝置的調(diào)節(jié)
選用具有優(yōu)良耐磨抗蝕性能且與基體冶金相容性良好的鐵基合金粉末。 調(diào)節(jié)自動(dòng)送粉裝置，使自動(dòng)送粉頭出來(lái)的合金粉末正好落在激光熔池內(nèi)，
調(diào)節(jié)送粉量，使合金粉末涂層的厚度達(dá)到0.6—L2mm。
上述的調(diào)節(jié)自動(dòng)送粉裝置已在再先專利申請(qǐng)文件中公開(kāi)，申請(qǐng)?zhí)枮?200720013899.6，專利名稱為《多料倉(cāng)送粉器》。 (3)耐磨抗蝕涂層激光熔覆
選用DL—HL—T5000型CCb激光器，工作臺(tái)為SIMENS數(shù)控激光加工機(jī)。 采用同步送粉裝置將合金粉末自動(dòng)送入激光熔池，高功率聚焦激光束和自動(dòng)送 粉頭沿缸筒、活塞桿軸向進(jìn)給，缸筒、活塞桿按設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在缸筒內(nèi)孔壁、 活塞桿外表面形成均勻致密的激光熔覆層。
熔覆工藝參數(shù)如下
激光功率P=3500 4500W
光斑直徑D=2.5 3.5mm
掃描速度V=1.5 2.5m/min
搭接率40 50%
涂層厚度0.6-1.2mm。
本發(fā)明的原理是采用具有優(yōu)良的耐磨抗蝕性能與立柱基體具有良好冶金 與力學(xué)相容的鐵基合金粉末，在高功率激光束輻照立柱表面的同時(shí)，采用自動(dòng) 送粉裝置同步向激光熔池送入合金粉末，合金粉末在熔池內(nèi)發(fā)生快速熔化和凝 固，形成均勻致密的耐磨抗蝕熔覆層，熔覆層與基體形成牢固的冶金結(jié)合。熔
覆層硬度可在HRC30—60內(nèi)選擇，熔覆層厚度在0.6—1.2mm，硬度、厚度均勻 分布。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)
1、 激光熔覆合金涂層均勻、致密，與基體形成牢固的冶金結(jié)合，涂層具有 優(yōu)良的耐磨抗蝕性能，采用本發(fā)明技術(shù)制造的立柱缸筒、活塞桿具有較電鍍顯 著提高的耐磨抗蝕性能和使用壽命。
2、 激光熔覆技術(shù)無(wú)排污排廢問(wèn)題，而電鍍存在排廢問(wèn)題，激光熔覆技術(shù)具 有顯著的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。
3、 本發(fā)明可用于立柱缸筒、活塞桿的制造和修復(fù)再制造。
具體實(shí)施例方式
液壓支架立柱缸筒、活塞桿耐磨抗蝕涂層的激光熔覆工藝，包括以下工藝 過(guò)程
(1) 立柱缸筒、活塞桿表面預(yù)處理
室溫下對(duì)立柱缸筒、活塞桿表面進(jìn)行除油、除銹，并用酒精清洗千凈。
(2) 合金粉末的選擇和自動(dòng)送粉裝置的調(diào)節(jié)
選用具有優(yōu)良耐磨抗蝕性能且與基體冶金相容性良好的鐵基合金粉末，鐵
基合金粉末為已知技術(shù)，其化學(xué)成份中主要含有Fe、 C、 Cr、 Ni、 Mo、 Si、 N、 Nb、 Ta、 B;其化學(xué)成份按重量百分比為C: 0.8%、 Cr: 16%、 Ni: 3%、 Mo: 1%、 Si: 1%、 N: 0.8%、 Nb: 0.8%、 Ta: 0.3%、 B: 0.3%，余量為Fe。
其制備方法
將Fe、 C、 Cr、 Ni、 Mo、 Si、 N、 Nb、 Ta、 B按上述重量百分比提取后放 入中頻感應(yīng)爐內(nèi)，在氬氣氣氛下加熱到1450—155(TC，使粉末完全融化并混合 均勻，將熔融的金屬液流注入水霧化設(shè)備的漏包坩堝，在漏包坩堝的下方置有 水霧化噴嘴，當(dāng)熔融的金屬液流通過(guò)導(dǎo)流嘴流經(jīng)噴嘴時(shí)，被噴嘴射出的高速水 流擊碎成小液滴、隨后合金液滴落在水中凝固成粉末。
調(diào)節(jié)自動(dòng)送粉頭使粉末正好落在激光熔池內(nèi)，調(diào)節(jié)送粉量使涂層厚度達(dá)到 lmm。
(3)耐磨抗蝕涂層激光熔覆
選用DL—HL—T5000型032激光器，工作臺(tái)為SIMENS數(shù)控激光加工機(jī)。 采用同步送粉裝置將合金粉末自動(dòng)送入激光熔池，高功率聚焦激光束和自動(dòng)送 粉頭沿缸筒、活塞桿軸向進(jìn)給，缸筒、活塞桿按設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在缸筒內(nèi)孔壁、 活塞桿外表面形成均勻致密的激光熔覆層。
熔覆工藝參數(shù)如下
激光功率P二4000W;
光斑直徑D二3mm;
掃描速度V=2m/min;
搭接率45%。
權(quán)利要求
1、液壓支架立柱缸筒、活塞桿耐磨抗蝕涂層的激光熔覆工藝，其特征在于包括以下工藝過(guò)程1)立柱缸筒、活塞桿表面預(yù)處理室溫下對(duì)立柱缸筒、活塞桿表面進(jìn)行除油、除銹，并用酒精清洗干凈；2)合金粉末的選擇和自動(dòng)送粉裝置的調(diào)節(jié)選用具有優(yōu)良耐磨抗蝕性能且與基體冶金相容性良好的鐵基合金粉末，鐵基合金粉末的成份中主要含有Fe、C、Cr、Ni、Mo、Si、N、Nb、Ta、B；3)自動(dòng)送粉裝置的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)自動(dòng)送粉裝置，使自動(dòng)送粉頭出來(lái)的合金粉末正好落在激光熔池內(nèi)，調(diào)節(jié)送粉量，使合金粉末涂層的厚度達(dá)到0.6-1.2mm；耐磨抗蝕涂層激光熔覆選用DL-HL-T5000型CO2激光器，工作臺(tái)為SIMENS數(shù)控激光加工機(jī)；采用同步送粉裝置將合金粉末自動(dòng)送入激光熔池，高功率聚焦激光束和自動(dòng)送粉頭沿缸筒、活塞桿軸向進(jìn)給，缸筒、活塞桿按設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，在缸筒內(nèi)孔壁、活塞桿外表面形成均勻致密的激光熔覆層；熔覆工藝參數(shù)如下激光功率P＝3500～4500W光斑直徑D＝2.5～3.5mm掃描速度V＝1.5～2.5m/min搭接率40～50％涂層厚度0.6-1.2mm。
全文摘要
液壓支架立柱缸筒、活塞桿耐磨抗蝕涂層的激光熔覆工藝，包括以下工藝過(guò)程首先立柱缸筒、活塞桿表面預(yù)處理室溫下對(duì)立柱缸筒、活塞桿表面進(jìn)行除油、除銹，并用酒精清洗干凈；然后合金粉末的選擇和自動(dòng)送粉裝置的調(diào)節(jié)選用具有優(yōu)良耐磨抗蝕性能且與基體冶金相容性良好的鐵基合金粉末，鐵基合金粉末的成份中主要含有Fe、C、Cr、Ni、Mo、Si、N、Nb、Ta、B；最后自動(dòng)送粉裝置的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)自動(dòng)送粉裝置，使自動(dòng)送粉頭出來(lái)的合金粉末正好落在激光熔池內(nèi)，調(diào)節(jié)送粉量，使合金粉末涂層的厚度達(dá)到0.6-1.2mm；本發(fā)明合金涂層均勻、致密，具有優(yōu)良的耐磨抗蝕性能，采用本發(fā)明技術(shù)制造的立柱缸筒、活塞桿具有較電鍍顯著提高的耐磨抗蝕性能和使用壽命。
文檔編號(hào)C23C24/00GK101338427SQ200810012680
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者于恩洪, 廖運(yùn)生, 陶興啟 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)大陸激光成套設(shè)備有限公司