專利名稱：電動機(jī)芯軸的激光熔敷強(qiáng)化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械裝備領(lǐng)域的電動機(jī)，特別涉及電動機(jī)芯軸的局部復(fù)合強(qiáng)化工藝。
背景技術(shù)：
電動機(jī)芯軸是電動機(jī)轉(zhuǎn)子的主要組成部分，也是電動機(jī)中的主要承載部件，作為 電動機(jī)核心部件的硅鋼片及線圈繞組固定到芯軸上，硅鋼片及線圈繞組在電磁場的作用 下，帶動芯軸高速旋轉(zhuǎn)，芯軸兩邊的軸承位置，即固定在電動機(jī)殼體上的軸瓦支承位置，長 期經(jīng)受摩擦和高溫，非常容易導(dǎo)致芯軸的磨損和腐蝕。芯軸磨損和腐蝕后直徑變小，與軸瓦 的間隙變大，運(yùn)轉(zhuǎn)時出現(xiàn)徑向跳動，并使整個電動機(jī)發(fā)出巨大的噪聲，不僅影響作業(yè)環(huán)境， 還降低輸出功率，嚴(yán)重的引起軸瓦拉毛，甚至出現(xiàn)燒瓦現(xiàn)象，使電動機(jī)報廢。目前對電動機(jī)的研究都集中在轉(zhuǎn)子上的硅鋼及線圈方面，以期提升電動機(jī)額定功 率和運(yùn)轉(zhuǎn)效率，但對芯軸的研究很少，因此一直沒有解決電動機(jī)在額定功率下的長期正常 運(yùn)轉(zhuǎn)問題。常用電動機(jī)芯軸由中碳鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理制造，雖然中碳調(diào)質(zhì)鋼在整體上具備 承受較大扭矩、應(yīng)力等基本性能，但其抗磨損、抗腐蝕性很差，在芯軸的軸承位置最容易被 磨損、腐蝕，而使整根芯軸報廢更換，造成大量的停工檢修和備品備件浪費(fèi)，增加企業(yè)日常 生產(chǎn)中的損耗成本。若能在普通芯軸表面，特別是軸承位置進(jìn)行強(qiáng)化處理，將能極大地延長 芯軸使用壽命，減小電動機(jī)運(yùn)行噪聲，實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，使廣大電動機(jī)應(yīng)用企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能 降耗生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種電動機(jī)芯軸的局部復(fù)合強(qiáng)化工 藝，該工藝是用激光熔敷技術(shù)在普通中碳調(diào)質(zhì)鋼電動機(jī)芯軸的軸承位置，復(fù)合上梯度強(qiáng)化 不銹鋼，提高局部的抗磨性和抗腐蝕性，其制造工藝簡單，參數(shù)可控性強(qiáng)，既保持了芯軸的 整體強(qiáng)度，又有局部的抗磨性和抗腐蝕性，使芯軸不會因?yàn)榫植磕p和腐蝕導(dǎo)致過早地報 廢更換，使用壽命是常用中碳調(diào)質(zhì)鋼芯軸的2倍以上，可有效減小電動機(jī)運(yùn)行噪聲，穩(wěn)定電 動機(jī)的輸出功率。該工藝不需要整體更換芯軸材質(zhì)，具有很高的性價比，也適合工業(yè)化大規(guī) 模生產(chǎn)。本發(fā)明電動機(jī)芯軸的激光熔敷強(qiáng)化工藝，其特征在于，在芯軸的軸承位置以激光 熔敷技術(shù)生成梯度強(qiáng)化復(fù)合層，其制備工序如下A、裝夾好電動機(jī)芯軸胚件(1)，轉(zhuǎn)動夾具；B、在芯軸的軸承位置澆工業(yè)酒精初步清洗，再澆丙酮最終清洗；C、開啟氣動送粉裝置，氣動輸送打底層粉料到芯軸的軸承位置；D、在芯軸的軸承位置用激光熔敷一層打底層O)；E、氣動輸送表面層粉料到打底層；F、在打底層上，用激光熔敷一層表面層(3)；G、機(jī)械加工出芯軸尺寸及粗糙度。
上面所說的電動機(jī)芯軸夾具轉(zhuǎn)動線速度為600mm/min。所說的打底層粉料是18-8型奧氏體不銹鋼粉，粒度為100 300目，所說的打底 層O)的熔敷厚度為1 3mm。所說的表面層粉料是lCrl3型馬氏體不銹鋼粉，粒度為100 300目，所說的表面 層(3)的熔敷厚度為2 4mm。所說的激光熔敷功率為3. 5KW，帶寬3mm。和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)或積極效果1、電動機(jī)芯軸本體仍采用中碳調(diào)質(zhì)鋼，保證整體的機(jī)械力學(xué)性能，僅在易受磨損 和腐蝕的軸承位置進(jìn)行復(fù)合強(qiáng)化，在不增加很多生產(chǎn)成本的前提下，實(shí)現(xiàn)了芯軸的延壽，工 藝及產(chǎn)品的性價比高。2、采用激光熔敷技術(shù)，由于能量密度集中，把3. 5KW的功率直接作用在3mm直徑的 光斑范圍內(nèi)，使粉料瞬間熔化并與下面的金屬實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合，具有很高的界面結(jié)合強(qiáng)度，又 在下面整體金屬的激冷作用，使凝固組織致密細(xì)小。3、整個激光熔敷過程都是在純度99. 99%氬氣保護(hù)環(huán)境下操作，因此復(fù)合強(qiáng)化層 組織中不會出現(xiàn)氧化渣等初始缺陷，保證了復(fù)合強(qiáng)化層的性能均勻性。4、在中碳調(diào)質(zhì)鋼上，先用激光熔敷18-8型奧氏體不銹鋼打底層，再在打底層上激 光熔敷lCrl3型馬氏體不銹鋼，形成了梯度復(fù)合材料，打底層的硬度為HRC20 HRC25，表面 層的硬度為HRC^S HRC35，在復(fù)合強(qiáng)化厚度方向上形成了較好的硬度過渡，不會出現(xiàn)芯軸 運(yùn)轉(zhuǎn)過程中因材質(zhì)硬度突變而產(chǎn)生應(yīng)變不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致復(fù)合界面疲勞破壞現(xiàn)象。5、在電動機(jī)芯軸的軸承位置表面，復(fù)合上了 lCrl3型馬氏體不銹鋼，不僅具有 HRC28 HRC35的高硬度，還具有比中碳調(diào)質(zhì)鋼高得多的抗腐蝕性，因此在芯軸運(yùn)轉(zhuǎn)過程 中，不容易受磨損和腐蝕，極大地延長了整個芯軸的使用壽命，使用壽命是常用中碳調(diào)質(zhì)鋼 芯軸的2倍以上。


圖1是經(jīng)過激光熔敷強(qiáng)化的電動機(jī)芯軸剖視圖；圖2是圖1中I部放大圖；圖3是電動機(jī)芯軸的激光熔敷強(qiáng)化工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于這些實(shí) 施例，保護(hù)范圍以權(quán)利要求為準(zhǔn)。實(shí)施例1制備局部梯度復(fù)合強(qiáng)化的55KW交流電動機(jī)芯軸，具體工序如下。A、把中碳調(diào)質(zhì)鋼制作的電動機(jī)芯軸胚件(1)裝上夾具，以線速度600mm/min轉(zhuǎn)動
夾具；B、在芯軸的軸承位置澆工業(yè)酒精初步清洗，再澆丙酮最終清洗；C、開啟氬氣氣動送粉裝置，輸送18-8型奧氏體不銹鋼粉料到芯軸的軸承位置；D、以功率3. 5KW，帶寬3mm的激光照射18-8型奧氏體不銹粉料使其熔化，熔敷2mm
4厚度打底層⑵；E、氬氣氣動輸送lCrl3型馬氏體不銹鋼粉料到打底層上面；F、以功率3. 5KW，帶寬3mm的激光照射lCrl3型奧氏體不鋼粉料使其熔化，熔敷 3mm厚度表面層(3)；G、夾具上取下芯軸，機(jī)械加工出芯軸尺寸及粗糙度。實(shí)施例2制備熱軋機(jī)夾送輥油缸缸套。制備情況和實(shí)施例1基本上一樣，只是工序C中所使用的18-8型奧氏體不銹鋼粉 料的粒度為200目，打底層的厚為Imm;工序E中所使用的lCrl3型馬氏體不銹鋼粉料的粒 度為200目，表面層的厚為4mm ；其余情況和實(shí)施例1相同。實(shí)施例3制備熱軋機(jī)夾送輥油缸缸套。制備情況和實(shí)施例1基本上一樣，只是工序C中所使用的18-8型奧氏體不銹鋼粉 料的粒度為300目，打底層的厚為3mm ；工序E中所使用的lCrl3型馬氏體不銹鋼粉料的粒 度為300目，表面層的厚為2mm ；其余情況和實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1.電動機(jī)芯軸的激光熔敷強(qiáng)化工藝，其特征在于，在芯軸的軸承位置以激光熔敷技術(shù) 生成梯度強(qiáng)化復(fù)合層，其制備工序如下A、裝夾好電動機(jī)芯軸胚件(1)，轉(zhuǎn)動夾具；B、在芯軸的軸承位置澆工業(yè)酒精初步清洗，再澆丙酮最終清洗；C、開啟氣動送粉裝置，氣動輸送打底層粉料到芯軸的軸承位置；D、在芯軸的軸承位置用激光熔敷一層打底層O)；E、氣動輸送表面層粉料到打底層；F、在打底層上，用激光熔敷一層表面層(3)；G、機(jī)械加工出芯軸尺寸及粗糙度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其特征在于電動機(jī)芯軸夾具轉(zhuǎn)動線速度為600mm/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其特征在于打底層粉料是18-8型奧氏體不銹鋼粉，粒度 為100 300目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其特征在于打底層⑵的熔敷厚度為1 3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其特征在于表面層粉料是lCrl3型馬氏體不銹鋼粉，粒度 為100 300目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其特征在于表面層⑶的熔敷厚度為2 4mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的工藝，其特征在于激光熔敷功率為3. 5KW，帶寬3mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了電動機(jī)芯軸的激光熔敷強(qiáng)化工藝，這種強(qiáng)化工藝在芯軸的軸承位置以激光熔敷技術(shù)先熔敷一層18-8型奧氏體不銹鋼作為打底層，然后再熔敷一層1Cr13型馬氏體不銹鋼作為抗磨抗蝕表面層，實(shí)現(xiàn)梯度強(qiáng)化，使電動機(jī)芯軸具有更長的使用壽命和更平衡的運(yùn)行性能，避免了芯軸在軸承位置腐蝕、磨損引起的跳軸和軸瓦拉毛等使用問題。該工藝參數(shù)可控性強(qiáng)，加工操作方便，便于工業(yè)化大批量生產(chǎn)。
文檔編號C23C24/10GK102071418SQ20101059712
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者周榮, 岑啟宏, 范云鷹, 蔣業(yè)華, 黎振華 申請人:昆明理工大學(xué)