一種螺桿的修復方法
【專利摘要】一種螺桿的修復方法，首先檢測螺桿磨損尺寸，然后再去除螺桿表面疲勞層；配制合金粉末，所述合金粉末各成分的質(zhì)量百分比為：C0.1～0.15％，Cr15～17％，Ni3.5～4％，Mo1.5～1.9％，余量為Fe；采用機械式混粉器將該合金化粉末混合均勻；采用同軸送粉方法，通過大功率半導體激光器掃描固定在四軸數(shù)控加工機床上的螺桿，將合金粉末熔覆在螺桿表面；對熔覆后的螺桿進行機械加工，獲得尺寸、形狀及精度均達到標準的螺桿。本發(fā)明工藝簡單、可控性強、能源消耗少，實現(xiàn)了磨損后螺桿的修復，修復后的螺桿性能良好，使用壽命長。
【專利說明】一種螺桿的修復方法

【技術領域】 [0001] 本發(fā)明涉及一種螺桿壓縮機的修復方法，特別是一種螺桿壓縮機中螺 桿的修復方法。

【背景技術】 [0002] 螺桿壓縮機因其具有結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，在飼料工業(yè)、生物 能源產(chǎn)業(yè)等相關領域得到廣泛應用。目前，我國螺桿壓縮機依然存在穩(wěn)定性差、使用壽命短 等不足，嚴重制約了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而且作為螺桿壓縮機最重要的部件--螺桿在使用中 容易磨損，造成生產(chǎn)效率下降，嚴重時導致整機報廢。因此開展針對螺桿這一關鍵部件的修 復對于提升我國螺桿壓縮機產(chǎn)品的使用壽命、使用效率和增強競爭力具有重要的理論意義 與實用價值。
[0003] 目前對失效后的螺桿進行修復多是采用氬弧焊的技術方法，但由于氬弧焊的熱影 響區(qū)大、熱變形大，極易導致待修復的螺桿因熱變形超差而報廢，實際使用中，絕大多數(shù)磨 損后的螺桿由于沒有合適的工藝方法進行修復而直接報廢，造成重大的經(jīng)濟損失，增加了 企業(yè)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單，可控性強，能源消耗少，成本 低，螺桿性能更好、使用壽命長的螺桿的修復方法。本發(fā)明主要是利用大功率半導體激光熔 覆對磨損后的螺桿進行修復。
[0005] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0006] (1)對螺桿壓縮機設備進行解體拆卸，對待修復螺桿進行清洗，檢測尺寸，確定螺 桿表面磨損部位及其磨損量；根據(jù)檢測結(jié)果，去除螺桿表面的疲勞層1?2mm ;
[0007] (2)采用磁粉探傷和超聲波探傷，確保去除疲勞層的螺桿無表面和內(nèi)部缺陷；
[0008] (3)配制合金粉末，所述合金粉末的粒度為153?325目，各成分的質(zhì)量百分比為： CO. 1?0· 15%，Crl5?17%，Ni3. 5?4%，Μο1· 5?1. 9%，余量為Fe ;將按比例配制好的 合金粉末放入機械式混粉器中混合3小時，混合均勻；
[0009] (4)將待修復的螺桿固定在激光加工四軸數(shù)控機床上，采用半導體激光器熔覆 掃描，設定激光器熔覆工藝參數(shù)，功率P = 2000?3800W、矩形光斑2. 5 X 11. 5mm、搭接率 30%、掃描速度V = 330?680mm/min ;對待修復的螺桿螺旋表面采用同軸送粉方法進行激 光熔覆，送粉速度為150?200g/min，將合金粉末在螺桿表面熔覆2層，合金熔覆層厚度達 到3_ ；
[0010] (5)按照圖紙及有關技術要求對激光熔覆后的螺桿進行機械加工；
[0011] (6)對加工后的螺桿進行表面著色探傷，檢測是否有影響螺桿機械性能的缺陷，保 證螺桿的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量均達到合格標準。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：
[0013] 1、工藝簡單、無污染、成本低，可以實現(xiàn)螺桿的多次修復的特點。
[0014] 2、通過大功率半導體激光熔覆合金粉末的方法修復磨損后的螺桿，不但減少、甚 至消除了修復中的熱變形，而且通過優(yōu)化配比的合金粉末，極大提高了修復后螺桿的使用 壽命，修復后的螺桿其使用壽命與新螺桿相比壽命提高2倍以上，具有突出的經(jīng)濟效益和 社會效益；

【具體實施方式】
[0015] 實施例1
[0016] 對螺桿壓縮機設備進行解體拆卸，對待修復螺桿進行清洗，檢測尺寸，確定螺桿表 面磨損部位及其磨損量；根據(jù)檢測結(jié)果，去除螺桿表面的疲勞層1mm ;采用磁粉探傷和超聲 波探傷，確保去除疲勞層的螺桿無表面和內(nèi)部缺陷；配制合金粉末，所述合金粉末各成分的 質(zhì)量百分比為：C0. l%，Crl5%，Ni3. 5%，Mol. 5%，余量為Fe，合金粉末的粒度為153?325 目；將按比例配制好的合金粉末放入機械式混粉器中混合3小時，制備機械預合金化合金 粉末；將螺桿固定在激光加工四軸數(shù)控機床上，設定激光器熔覆工藝參數(shù)，對待修復的螺桿 螺旋表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆，激光器熔覆工藝參數(shù)為：功率P = 2000W、矩形 光斑2. 5X11. 5_、搭接率30%、掃描速度V = 330mm/min，送粉速度為150g/min ;將合金粉 末在螺桿表面熔覆2層，合金熔覆層厚度達到3_ ;按照圖紙及有關技術要求對激光熔覆后 的螺桿進行機械加工；對加工后的螺桿進行表面著色探傷，檢測是否有影響螺桿機械性能 的缺陷，保證螺桿的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量均達到合格標準；檢驗合格后裝配螺桿壓 縮機。
[0017] 實施例2
[0018] 對螺桿壓縮機設備進行解體拆卸，對待修復螺桿進行清洗，檢測尺寸，確定螺桿表 面磨損部位及其磨損量；根據(jù)檢測結(jié)果，去除螺桿表面的疲勞層2mm ;采用磁粉探傷和超聲 波探傷，確保去除疲勞層的螺桿無表面和內(nèi)部缺陷；配制合金粉末，所述合金粉末各成分的 質(zhì)量百分比為：C0. 15%，017%，附4%^〇1.9%，余量為？6，合金粉末的粒度為153?325 目；將按比例配制好的合金粉末放入機械式混粉器中混合3小時，制備機械預合金化合金 粉末；將螺桿固定在激光加工四軸數(shù)控機床上，設定激光器熔覆工藝參數(shù)，對待修復的螺桿 螺旋表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆，激光器熔覆工藝參數(shù)為：功率P = 3800W、矩形 光斑2. 5X11. 5mm、搭接率30%、掃描速度V = 680mm/min，送粉速度為200g/min ;將合金粉 末在螺桿表面熔覆2層，合金熔覆層厚度達到3_ ;按照圖紙及有關技術要求對激光熔覆后 的螺桿進行機械加工；對加工后的螺桿進行表面著色探傷，檢測是否有影響螺桿機械性能 的缺陷，保證螺桿的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量均達到合格標準；檢驗合格后裝配螺桿壓 縮機。
[0019] 實施例3
[0020] 對螺桿壓縮機設備進行解體拆卸，對待修復螺桿進行清洗，檢測尺寸，確定螺桿表 面磨損部位及其磨損量；根據(jù)檢測結(jié)果，去除螺桿表面的疲勞層1. 5mm ;采用磁粉探傷和超 聲波探傷，確保去除疲勞層的螺桿無表面和內(nèi)部缺陷；配制合金粉末，所述合金粉末各成分 的質(zhì)量百分比為：C0. 1%，017%，附4%^〇1.9%，余量為？6，合金粉末的粒度為153?325 目；將按比例配制好的合金粉末放入機械式混粉器中混合3小時，制備機械預合金化合金 粉末；將螺桿固定在激光加工四軸數(shù)控機床上，設定激光器熔覆工藝參數(shù)，對待修復的螺桿 螺旋表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆，激光器熔覆工藝參數(shù)為：功率P = 2800W、矩形 光斑2. 5X 11. 5mm、搭接率30%、掃描速度V = 480mm/min，送粉速度為180g/min ;將合金粉 末在螺桿表面熔覆2層，合金熔覆層厚度達到3_;按照圖紙及有關技術要求對激光熔覆后 的螺桿進行機械加工；對加工后的螺桿進行表面著色探傷，檢測是否有影響螺桿機械性能 的缺陷，保證螺桿的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量均達到合格標準；檢驗合格后裝配螺桿壓 縮機。
[0021] 實施例4
[0022] 對螺桿壓縮機設備進行解體拆卸，對待修復螺桿進行清洗，檢測尺寸，確定螺桿表 面磨損部位及其磨損量；根據(jù)檢測結(jié)果，去除螺桿表面的疲勞層2mm ;采用磁粉探傷和超聲 波探傷，確保去除疲勞層的螺桿無表面和內(nèi)部缺陷；配制合金粉末，所述合金粉末各成分的 質(zhì)量百分比為：〇).15%，015%，附3.5%，1〇1.5%，余量為？6，合金粉末的粒度為153? 325目；將按比例配制好的合金粉末放入機械式混粉器中混合3小時，制備機械預合金化合 金粉末；將螺桿固定在激光加工四軸數(shù)控機床上，設定激光器熔覆工藝參數(shù)，對待修復的螺 桿螺旋表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆，激光器熔覆工藝參數(shù)為：功率P = 2450W、矩 形光斑2. 5X11. 5mm、搭接率30%、掃描速度V = 350mm/min，送粉速度為160g/min ;將合金 粉末在螺桿表面熔覆2層，合金熔覆層厚度達到3_ ;按照圖紙及有關技術要求對激光熔覆 后的螺桿進行機械加工；對加工后的螺桿進行表面著色探傷，檢測是否有影響螺桿機械性 能的缺陷，保證螺桿的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量均達到合格標準；檢驗合格后裝配螺桿 壓縮機。
[0023] 實施例5
[0024] 對螺桿壓縮機設備進行解體拆卸，對待修復螺桿進行清洗，檢測尺寸，確定螺桿表 面磨損部位及其磨損量；根據(jù)檢測結(jié)果，去除螺桿表面的疲勞層1mm ;采用磁粉探傷和超聲 波探傷，確保去除疲勞層的螺桿無表面和內(nèi)部缺陷；配制合金粉末，所述合金粉末各成分的 質(zhì)量百分比為：〇).12%，016%，附3.5%，1〇1.6%，余量為？6，合金粉末的粒度為153? 325目；將按比例配制好的合金粉末放入機械式混粉器中混合3小時，制備機械預合金化合 金粉末；將螺桿固定在激光加工四軸數(shù)控機床上，設定激光器熔覆工藝參數(shù)，對待修復的螺 桿螺旋表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆，激光器熔覆工藝參數(shù)為：功率P = 3300W、矩 形光斑2. 5X 11. 5mm、搭接率30%、掃描速度V = 650mm/min，送粉速度為190g/min ;將合金 粉末在螺桿表面熔覆2層，合金熔覆層厚度達到3_ ;按照圖紙及有關技術要求對激光熔覆 后的螺桿進行機械加工；對加工后的螺桿進行表面著色探傷，檢測是否有影響螺桿機械性 能的缺陷，保證螺桿的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量均達到合格標準；檢驗合格后裝配螺桿 壓縮機。
[0025] 實施例6
[0026] 對螺桿壓縮機設備進行解體拆卸，對待修復螺桿進行清洗，檢測尺寸，確定螺桿表 面磨損部位及其磨損量；根據(jù)檢測結(jié)果，去除螺桿表面的疲勞層1?2mm ;采用磁粉探傷和 超聲波探傷，確保去除疲勞層的螺桿無表面和內(nèi)部缺陷；配制合金粉末，所述合金粉末各 成分的質(zhì)量百分比為：C0. 15%，Crl7%，Ni3. 8%，Mol. 8%，余量為Fe，合金粉末的粒度為 153?325目；將按比例配制好的合金粉末放入機械式混粉器中混合3小時，制備機械預 合金化合金粉末；將螺桿固定在激光加工四軸數(shù)控機床上，設定激光器熔覆工藝參數(shù)，對待 修復的螺桿螺旋表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆，激光器熔覆工藝參數(shù)為：功率P = 37001、矩形光斑2.5父11.5_、搭接率30%、掃描速度￥ = 660臟/1^11，送粉速度為20(^/ min ;將合金粉末在螺桿表面熔覆2層，合金熔覆層厚度達到3_ ;按照圖紙及有關技術要求 對激光熔覆后的螺桿進行機械加工；對加工后的螺桿進行表面著色探傷，檢測是否有影響 螺桿機械性能的缺陷，保證螺桿的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量均達到合格標準；檢驗合格 后裝配螺桿壓縮機。
[0027] 實施例7
[0028] 對螺桿壓縮機設備進行解體拆卸，對待修復螺桿進行清洗，檢測尺寸，確定螺桿表 面磨損部位及其磨損量；根據(jù)檢測結(jié)果，去除螺桿表面的疲勞層1. 5mm ;采用磁粉探傷和超 聲波探傷，確保去除疲勞層的螺桿無表面和內(nèi)部缺陷；配制合金粉末，所述合金粉末各成分 的質(zhì)量百分比為 ：〇).1%，016%，附3.7%，1〇1.7%，余量為？6，合金粉末的粒度為153? 325目；將按比例配制好的合金粉末放入機械式混粉器中混合3小時，制備機械預合金化合 金粉末；將螺桿固定在激光加工四軸數(shù)控機床上，設定激光器熔覆工藝參數(shù)，對待修復的螺 桿螺旋表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆，激光器熔覆工藝參數(shù)為：功率P = 2600W、矩 形光斑2. 5X 11. 5mm、搭接率30%、掃描速度V = 420mm/min，送粉速度為175g/min ;將合金 粉末在螺桿表面熔覆2層，合金熔覆層厚度達到3_ ;按照圖紙及有關技術要求對激光熔覆 后的螺桿進行機械加工；對加工后的螺桿進行表面著色探傷，檢測是否有影響螺桿機械性 能的缺陷，保證螺桿的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量均達到合格標準；檢驗合格后裝配螺桿 壓縮機。
[0029] 實施例8
[0030] 對螺桿壓縮機設備進行解體拆卸，對待修復螺桿進行清洗，檢測尺寸，確定螺桿表 面磨損部位及其磨損量；根據(jù)檢測結(jié)果，去除螺桿表面的疲勞層2mm ;采用磁粉探傷和超聲 波探傷，確保去除疲勞層的螺桿無表面和內(nèi)部缺陷；配制合金粉末，所述合金粉末各成分的 質(zhì)量百分比為：C0. 15%，017%，附4%^〇1.9%，余量為？6，合金粉末的粒度為153?325 目；將按比例配制好的合金粉末放入機械式混粉器中混合3小時，制備機械預合金化合金 粉末；將螺桿固定在激光加工四軸數(shù)控機床上，設定激光器熔覆工藝參數(shù)，對待修復的螺桿 螺旋表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆，激光器熔覆工藝參數(shù)為：功率P = 3350W、矩形 光斑2. 5X11. 5mm、搭接率30%、掃描速度V = 580mm/min，送粉速度為165g/min ;將合金粉 末在螺桿表面熔覆2層，合金熔覆層厚度達到3_ ;按照圖紙及有關技術要求對激光熔覆后 的螺桿進行機械加工；對加工后的螺桿進行表面著色探傷，檢測是否有影響螺桿機械性能 的缺陷，保證螺桿的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量均達到合格標準；檢驗合格后裝配螺桿壓 縮機。
【權(quán)利要求】
1. 一種螺桿的修復方法，其特征在于： (1) 對螺桿壓縮機設備進行解體拆卸，對待修復螺桿進行清洗，檢測尺寸，確定螺桿表 面磨損部位及其磨損量；根據(jù)檢測結(jié)果，去除螺桿表面的疲勞層1?2mm ; (2) 采用磁粉探傷和超聲波探傷，確保去除疲勞層的螺桿無表面和內(nèi)部缺陷； (3) 配制合金粉末，所述合金粉末各成分的質(zhì)量百分比為：CO. 1?0. 15%，Crl5? 17%，Ni3. 5?4%，Mol. 5?1. 9%，余量為Fe ;將按比例配制好的合金粉末放入機械式混 粉器中混合3小時，混合均勻； (4) 將螺桿固定在激光加工四軸數(shù)控機床上，采用半導體激光器熔覆掃描，設定激光 器熔覆工藝參數(shù)，對待修復的螺桿螺旋表面采用同軸送粉方法進行激光熔覆，送粉速度為 150?200g/min，將合金粉末在螺桿表面熔覆2層，合金熔覆層厚度達到3mm ; (5) 按照圖紙及有關技術要求對激光熔覆后的螺桿進行機械加工； (6) 對加工后的螺桿進行表面著色探傷，檢測是否有影響螺桿機械性能的缺陷，保證螺 桿的尺寸、形狀、精度及表面質(zhì)量均達到合格標準。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺桿的修復方法，其特征在于：所述合金粉末的粒度為 153 ?325 目。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺桿的修復方法，其特征在于：所述激光器熔覆工藝參 數(shù)為：功率？ = 2000?38001、矩形光斑2.5父11.5_、搭接率30%、掃描速度￥ = 330? 680mm/mi η 〇
【文檔編號】C23C24/10GK104141129SQ201410354575
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】付宇明, 鄭麗娟 申請人:燕山大學