煤礦液壓支架立柱內(nèi)孔表面用不銹鋼防護涂層及涂覆工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防護涂層領(lǐng)域，具體是一種煤礦液壓支架立柱內(nèi)孔表面用不銹鋼防護涂層及涂覆工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓支架是以乳化液作為動力介質(zhì)，將液壓能轉(zhuǎn)化為機械能的一種機械設(shè)備。在現(xiàn)代綜合機械化采煤過程中，工作面頂板的支護和管理是關(guān)系安全生產(chǎn)的重要因素，而實現(xiàn)綜采工作面頂、底板支護的唯一設(shè)備就是液壓支架。它與采煤機、刮板機配套使用，實現(xiàn)采煤綜合機械化，并為煤礦工人提供最大限度的安全保障。
[0003]立柱是液壓支架的主要部件之一，立柱材料多為27SiMn鋼，該材料抗腐蝕性能較差，目前在制造立柱時，外表面多采用電鍍方法來提高表面的防腐和耐磨性能，而立柱內(nèi)孔表面卻無法實現(xiàn)有效防護層的制造，但在實際使用過程中，液壓支架立柱內(nèi)孔需通入乳化液和地下水，但地下水中含有大量的氯離子、硫酸根離子、硫化氫等腐蝕性介質(zhì)，立柱內(nèi)孔表面在短期內(nèi)就會發(fā)生銹蝕，當(dāng)內(nèi)孔表面銹蝕達到一定程度后，就會導(dǎo)致密封失效而造成液壓支架無法正常工作，嚴(yán)重影響煤礦的安全生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種煤礦液壓支架立柱內(nèi)孔表面用不銹鋼防護涂層及涂覆工藝，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]—種煤礦液壓支架立柱內(nèi)孔表面用不銹鋼防護涂層，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成:Si 1.15?1.21%，Ni 1.85?1.95%，Cr 30.00?32.02%，Mn 0.90?1.02%，Mo 1.20?1.38%，F(xiàn)e余量。
[0007]—種煤礦液壓支架立柱內(nèi)孔表面用不銹鋼防護涂層的涂覆工藝，涂覆步驟如下:
[0008](1)確定立柱內(nèi)孔原始尺寸，測量內(nèi)孔直徑并記錄；
[0009](2)確定立柱內(nèi)孔需要涂覆涂層的單邊厚度，按照厚度要求確認(rèn)涂覆次數(shù)；
[0010](3)利用丙酮擦洗立柱內(nèi)孔表面，以去除表面油污；
[0011](4)用0.3?0.5MPa的壓縮空氣和40?45目的棕剛玉顆粒對立柱內(nèi)孔進行噴砂處理，噴砂角度為垂直內(nèi)孔表面80?90°C，然后再用壓縮空氣吹干，除去表面殘留的沙粒和浮灰；
[0012](5)檢驗噴砂表面，將處理好的立柱放置待涂覆車間；
[0013](6)提前l(fā)h將需要涂覆的粉末放置95?105°C的干燥箱內(nèi)干燥50?70min，粉末的顆粒為300目；
[0014](7)裝卡立柱工件，對設(shè)備進行調(diào)試，并采用等離子噴涂技術(shù)對立柱進行涂覆操作，涂覆的工藝參數(shù)為，電流400?600A，電壓40?60V，主氣Ar的流速60?80L/min，次氣H2的流速20?30L/min，送粉氣體的流速40?60L/min，送粉的速度15?30g/min，涂覆距離60?120mm，噴槍移動速度10?20mm/s，涂覆角度60?90° ；
[0015](8)檢測并記錄涂層厚度，觀察涂層表面質(zhì)量，確定沒有脫落、起皮、鼓包現(xiàn)象后，冷卻至室溫后取下工件，立即進行封孔處理，用環(huán)氧樹脂在內(nèi)孔處均勻涂刷兩次，晾干22?26h，防止涂層吸附潮氣而影響質(zhì)量；
[0016](9)對涂層進行珩磨，使表面達到液壓支架立柱技術(shù)要求的光潔度和壁厚；
[0017](10)對內(nèi)孔涂層進行兩道的滾壓，以提高涂層的致密和表面硬度。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過等離子噴涂技術(shù)和滾壓技術(shù)在立柱內(nèi)孔表面獲得均勻致密的防護層，并具有優(yōu)良的防腐、耐磨性能，可以有效提高液壓支架的使用壽命，并增強其可靠性。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明涂覆工藝的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]—種煤礦液壓支架立柱內(nèi)孔表面用不銹鋼防護涂層，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成:Si 1.18% ,Ni 1.90%，Cr 31.01% ,Μη 0.96% ,Mo 1.29%，F(xiàn)e余量。
[0022]該不銹鋼防護涂層的涂覆工藝，涂覆步驟如下，流程圖如圖1所示:
[0023 ] (1)確定立柱內(nèi)孔原始尺寸，測量內(nèi)孔直徑并記錄；
[0024](2)確定立柱內(nèi)孔需要涂覆涂層的單邊厚度，按照厚度要求確認(rèn)涂覆次數(shù)；
[0025](3)利用丙酮擦洗立柱內(nèi)孔表面，以去除表面油污；
[0026](4)用0.4MPa的壓縮空氣和40?45目的棕剛玉顆粒對立柱內(nèi)孔進行噴砂處理，噴砂角度為垂直內(nèi)孔表面80?90°C，然后再用壓縮空氣吹干，除去表面殘留的沙粒和浮灰；
[0027](5)檢驗噴砂表面，目測表面呈現(xiàn)亞光色，沒有閃亮的金屬光澤，噴砂后的產(chǎn)品表面不能用手直接接觸，或?qū)χ砻嬲f話，防止發(fā)生二次污染;將處理好的立柱放置待涂覆車間，搬運產(chǎn)品需要用干凈的棉手套，待涂覆立柱保持干燥和干凈；
[0028](6)提前l(fā)h將需要涂覆的粉末放置100°C的干燥箱內(nèi)干燥60min，粉末的顆粒為300目，去除粉末中的水分，保證粉末具有好的流動性；
[0029](7)裝卡立柱工件，對設(shè)備進行調(diào)試，并采用等離子噴涂技術(shù)對立柱進行涂覆操作，涂覆的工藝參數(shù)為，電流400?600A，電壓40?60V，主氣Ar的流速60?80L/min，次氣H2的流速20?30L/min，送粉氣體的流速40?60L/min，送粉的速度15?30g/min，涂覆距離60?120mm，噴槍移動速度10?20mm/s，涂覆角度60?90° ；
[0030](8)檢測并記錄涂層厚度，觀察涂層表面質(zhì)量，確定沒有脫落、起皮、鼓包現(xiàn)象后，冷卻至室溫后取下工件，立即進行封孔處理，用環(huán)氧樹脂在內(nèi)孔處均勻涂刷兩次，晾干22?26h，防止涂層吸附潮氣而影響質(zhì)量；
[0031](9)對涂層進行珩磨，使表面達到液壓支架立柱技術(shù)要求的光潔度和壁厚；
[0032](10)對內(nèi)孔涂層進行兩道的滾壓，以提高涂層的致密和表面硬度，使內(nèi)孔表面光潔度和涂層厚度達到液壓支架裝配的要求。
[0033]內(nèi)孔涂層質(zhì)量檢
[0034](1)涂層外觀檢測，目測涂層沒有起皮，鼓包，剝落現(xiàn)象;測量單邊厚度滿足技術(shù)要求；
[0035](2)涂層耐鹽水腐蝕性能，用1 %的氯化鈉水溶液噴灑至涂層表面，在室溫大氣環(huán)境中觀察涂層表面經(jīng)過10h后，是否有點蝕現(xiàn)象產(chǎn)生，沒有點蝕現(xiàn)象說明涂層質(zhì)量合格，如果出現(xiàn)點蝕現(xiàn)象，則需要對涂層表面進行二次封口，直至達到耐腐蝕性能指標(biāo)要求。
[0036]利用本發(fā)明工藝制造的液壓支架立柱內(nèi)孔表面防護層的特點如下:
[0037](1)耐腐蝕
[0038]涂層的材料可根據(jù)液壓支架的工作環(huán)境中存在的腐蝕介質(zhì)，選取耐氯離子、硫酸根離子、硫化氫等腐蝕的材料，在嚴(yán)重腐蝕的環(huán)境下還可以采用梯度功能層來進一步提高涂層的耐腐蝕性能。
[0039](2)耐磨損
[0040]涂層的材料在選取時除考慮耐腐蝕要求之外，還充分考慮到對立柱耐磨性能的要求，涂層的表面硬度可根據(jù)使用環(huán)境及機械加工的要求，一般硬度范圍在HRC 35-45之間，可完全滿足液壓支架立柱的工作要求。
[0041](3)結(jié)合力
[0042]涂層與基材結(jié)合強度高，可達35_45MPa，滿足立柱內(nèi)孔表面的使用工況。
[0043](4)壽命長
[0044]由于立柱內(nèi)孔表面涂層具有與基材的結(jié)合強度好，耐腐、耐磨等優(yōu)點，故可以有效保護立柱內(nèi)孔表面，使其使用壽命增長，與優(yōu)良密封件配合使用時，可實現(xiàn)液壓支架立柱長時間工作而無泄漏。
[0045]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
【主權(quán)項】
1.一種煤礦液壓支架立柱內(nèi)孔表面用不銹鋼防護涂層，其特征在于，由以下重量百分?jǐn)?shù)的原料組成:Si 1.15 ?1.21%，Ni 1.85?1.95 %，Cr 30.00 ?32.02 %，Mn 0.90 ?1.02% ,Μο 1.20?1.38%，F(xiàn)e余量。2.—種如權(quán)利要求1所述的煤礦液壓支架立柱內(nèi)孔表面用不銹鋼防護涂層的涂覆工藝，其特征在于，涂覆步驟如下: (1)確定立柱內(nèi)孔原始尺寸，測量內(nèi)孔直徑并記錄； (2)確定立柱內(nèi)孔需要涂覆涂層的單邊厚度，按照厚度要求確認(rèn)涂覆次數(shù)； (3)利用丙酮擦洗立柱內(nèi)孔表面，以去除表面油污； (4)用0.3?0.5MPa的壓縮空氣和40?45目的棕剛玉顆粒對立柱內(nèi)孔進行噴砂處理，噴砂角度為垂直內(nèi)孔表面80?90°C，然后再用壓縮空氣吹干，除去表面殘留的沙粒和浮灰； (5)檢驗噴砂表面，將處理好的立柱放置待涂覆車間； (6)提前l(fā)h將需要涂覆的粉末放置95?105°C的干燥箱內(nèi)干燥50?70min，粉末的顆粒為300目； (7)裝卡立柱工件，對設(shè)備進行調(diào)試，并采用等離子噴涂技術(shù)對立柱進行涂覆操作，涂覆的工藝參數(shù)為，電流400?600A，電壓40?60V，主氣Ar的流速60?80L/min，次氣H2的流速20?30L/min，送粉氣體的流速40?60L/min，送粉的速度15?30g/min，涂覆距離60?120mm，噴槍移動速度10?20mm/s，涂覆角度60?90° ； (8)檢測并記錄涂層厚度，觀察涂層表面質(zhì)量，確定沒有脫落、起皮、鼓包現(xiàn)象后，冷卻至室溫后取下工件，立即進行封孔處理，用環(huán)氧樹脂在內(nèi)孔處均勻涂刷兩次，晾干22?26h，防止涂層吸附潮氣而影響質(zhì)量； (9)對涂層進行珩磨，使表面達到液壓支架立柱技術(shù)要求的光潔度和壁厚； (10)對內(nèi)孔涂層進行兩道的滾壓，以提高涂層的致密和表面硬度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤礦液壓支架立柱內(nèi)孔表面用不銹鋼防護涂層及涂覆工藝，該防護涂層由304不銹鋼，Ni，Cr，Si和B組成。確定未涂覆立柱內(nèi)孔尺寸確認(rèn)涂覆次數(shù)，擦洗立柱內(nèi)孔表面，用壓縮空氣和棕剛玉顆粒對立柱內(nèi)孔進行噴砂處理，吹干后檢驗噴砂表面，采用用等離子噴涂技術(shù)將提前處理的防護涂層粉末對立柱內(nèi)孔進行涂覆操作，檢測并記錄涂層厚度，觀察涂層表面質(zhì)量，冷卻至室溫后取下工件并進行封孔處理，用環(huán)氧樹脂在內(nèi)孔處均勻涂刷兩次并晾干，對涂層進行珩磨以及兩道的滾壓。本發(fā)明通過等離子噴涂技術(shù)和滾壓技術(shù)在立柱內(nèi)孔表面獲得均勻致密的防護層，并具有優(yōu)良的防腐、耐磨性能，可以有效提高液壓支架的使用壽命，并增強其可靠性。
【IPC分類】C22C38/44, C22C38/02, C22C38/04, C23C4/06, C23C4/134
【公開號】CN105483560
【申請?zhí)枴緾N201510933338
【發(fā)明人】時婧, 王秋月
【申請人】中國海洋大學(xué), 北京德立久科技有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月14日