一種無心磨導(dǎo)板夾具及用其激光熔覆無心磨導(dǎo)板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光加工制造領(lǐng)域，特別是涉及一種無心磨導(dǎo)板夾具及用其激光熔覆無心磨導(dǎo)板的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無心磨床被廣泛用于棒材的加工，在磨削棒材細(xì)長軸時，不采用頂針進(jìn)行定位，棒材工件置于磨削砂輪與導(dǎo)輪之間，由無心磨導(dǎo)板托住，導(dǎo)輪向無心磨導(dǎo)板方向作圓周運(yùn)動從而帶著工件旋轉(zhuǎn)時由磨削砂輪磨削工件。工件的進(jìn)給運(yùn)動沿著軸向進(jìn)行，伴隨著工件與無心磨導(dǎo)板之間形成相互摩擦，使得無心磨導(dǎo)板的刀口面磨損，精度喪失，導(dǎo)致報廢。無心磨導(dǎo)板是無心磨上的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量的好壞，直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量。因此，無心磨導(dǎo)板及其刀口面必須具有高硬度，要求其硬度多60HRC。
[0003]現(xiàn)有無心磨導(dǎo)板通常由高碳鋼、鎢鋼、軸承鋼等整體淬火制造，熱處理是提高無心磨導(dǎo)板耐磨性能、抗擦傷性能、保持精度、延長其服役壽命的常用手段。淬火加熱過程中，無心磨導(dǎo)板被平置在箱式電阻爐里，由于爐地板不平，致使無心磨導(dǎo)板在淬火加熱時容易產(chǎn)生變形；另外，無心磨導(dǎo)板長且薄，用鐵絲扎捆于水-油介質(zhì)中上下運(yùn)動淬火冷卻時，容易發(fā)生翹曲變形。上述加工制造缺陷都給后續(xù)的校正帶來極大不便，浪費(fèi)人力和生產(chǎn)成本；而變形量很大的無心磨導(dǎo)板，通過校正根本無法挽救，從而造成產(chǎn)品合格率較低。
[0004]無心磨床生產(chǎn)效率比較高，無心磨導(dǎo)板容易磨損，更換頻率極高，不僅費(fèi)時，而且成本很高，特別是由整體淬火制造而成的無心磨導(dǎo)板，其成本更高。已有的改進(jìn)方法為采用45調(diào)質(zhì)鋼作為基體，刀口部分由鎢鋼焊條堆焊獲得，從而制造出無心磨導(dǎo)板。該方法可使成本降低，但由于無心磨導(dǎo)板薄而長，普通焊接熱輸入大，焊接時容易變形，堆焊組織與力學(xué)性能變化大。對于長度^ 400mm的無心磨導(dǎo)板，其直線度要求為0.05mm，采用普通堆焊方法制造時，生產(chǎn)難度大，難以保證無心磨導(dǎo)板的直線度等產(chǎn)品質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種無心磨導(dǎo)板夾具，及用所述無心磨導(dǎo)板夾具進(jìn)行激光熔覆無心磨導(dǎo)板的方法，解決了采用普通堆焊方法制造的無心磨導(dǎo)板易變形的缺陷，改善了無心磨導(dǎo)板的耐磨性能與抗擦傷性能，延長使用壽命。
[0006]技術(shù)方案:一種無心磨導(dǎo)板夾具，包括夾緊塊A、夾緊塊B、連接螺栓和調(diào)節(jié)螺栓，所述夾緊塊A通過所述連接螺栓與所述夾緊塊B連接緊固，所述調(diào)節(jié)螺栓與所述夾緊塊B螺紋旋合。
[0007]進(jìn)一步的，所述夾緊塊A包含夾緊接觸面A，所述夾緊接觸面A設(shè)有內(nèi)折角，所述內(nèi)折角的角度與所述無心磨導(dǎo)板的刀口面角度之和為180°。
[0008]進(jìn)一步的，所述夾緊塊B包含夾緊接觸面B，所述夾緊接觸面B與所述夾緊接觸面A平行。
[0009]—種應(yīng)用所述無心磨導(dǎo)板夾具進(jìn)行激光熔覆無心磨導(dǎo)板的方法，由以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0010]步驟一、無心磨導(dǎo)板基體的前期加工:以45調(diào)制鋼為無心磨導(dǎo)板基體的材質(zhì)，按設(shè)計(jì)規(guī)定的要求對無心磨導(dǎo)板的基體進(jìn)行形狀和尺寸的前期加工，使加工后的無心磨導(dǎo)板基體前端厚度a、無心磨導(dǎo)板長度b比圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)定的尺寸大2?3_，無心磨導(dǎo)板基體的刀口面沿其法線方向比圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)定的尺寸低3_，無心磨導(dǎo)板基體后端厚度c按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)定的尺寸加工；
[0011]步驟二、無心磨導(dǎo)板基體預(yù)熱:采用高溫烘箱對無心磨導(dǎo)板基體進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度彡200°C，保溫I?2h，升溫速度< 100°C /h ；
[0012]步驟三、激光熔覆用合金粉末的配制:按重量百分比計(jì)，激光熔覆用無心磨導(dǎo)板刀口過渡層合金粉末的組分和各組分的含量為:C 0.02%?0.04%、Cr 8%?10%、Mo1.5%?2.5%、B 1.6%?2%、Si 2.7%?3%、Fe 5%?7%、余量為Ni，各組分的重量百分比之和為100% ；
[0013]按重量百分比計(jì)，激光熔覆用無心磨導(dǎo)板刀口工作層合金粉末的組分和各組分的含量為:球形鑄造WC 50%?70%，余量為Ni基自熔合金粉末，各組分的重量百分比之和為100% ；
[0014]步驟四、激光熔覆過渡層:使用所述無心磨導(dǎo)板夾具夾緊定位無心磨導(dǎo)板基體，對無心磨導(dǎo)板基體的刀口面進(jìn)行激光恪覆，得到厚度為1.5?1.8mm刀口過渡層；
[0015]步驟五、激光熔覆工作層:使用所述無心磨導(dǎo)板夾具夾緊定位無心磨導(dǎo)板基體，在過渡層熔覆完成后，立即對刀口面進(jìn)行工作層的激光熔覆，得到厚度為1.5?1.8mm的刀口工作層；
[0016]步驟六、激光熔覆后進(jìn)爐回火:無心磨導(dǎo)板刀口的過渡層和工作層激光熔覆完成后，進(jìn)爐300°C保溫2?3h，然后隨爐緩慢冷卻；進(jìn)爐回火的目的為消除應(yīng)力，使無心磨導(dǎo)板的變形降至最低，穩(wěn)定組織，使刀口面獲得最佳力學(xué)性能；
[0017]步驟七、探傷檢驗(yàn):所述步驟六中冷卻后的無心磨導(dǎo)板進(jìn)行著色探傷，刀口面表層不得出現(xiàn)裂紋、氣孔等缺陷；
[0018]步驟八、無心磨導(dǎo)板后期加工:在磨床上將完成激光熔覆的刀口面磨平整，達(dá)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)定的粗糙度，并將無心磨導(dǎo)板基體前端厚度a、無心磨導(dǎo)板長度b加工至圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)定的尺寸。
[0019]進(jìn)一步的，按重量百分比計(jì)，所述步驟三中的Ni基自熔合金粉末的組分和各組分的含量為:C 0.2%?0.35%、Cr 15%?20%、B 4%?6%、Si 4%?5%、Fe 2%?3%、余量為Ni，各組分的重量百分比之和為100%。
[0020]進(jìn)一步的，所述步驟四中，激光熔覆過渡層的具體工藝參數(shù)為:聚焦鏡焦距200mm,功率1.9?2.1Kff,熔覆速度4.5?5.5mm/s，離焦量-40?-35mm，搭接量30 %?40%，粉速為8g/min，送粉嘴角度50°?60°，送粉嘴距球體表面距離10?13mm。
[0021]進(jìn)一步的，所述步驟五中，激光熔覆工作層的具體工藝參數(shù)為:聚焦鏡焦距200_，功率I?1.2KW，熔覆速度2?3mm/s，離焦量-40?_35_，搭接量30%?40%，粉速為8g/min，送粉嘴角度50°?60°，送粉嘴距球體表面距離10?13mm。
[0022]進(jìn)一步的，所述步驟四和步驟五中使用的所述無心磨導(dǎo)板夾具數(shù)量均為2個。
[0023]無心磨導(dǎo)板刀口過渡層合金粉末在激光熔覆時與無心磨導(dǎo)板45調(diào)制鋼基體進(jìn)行較好的冶金相容，使得到的刀口過渡層具有高韌性；無心磨導(dǎo)板刀口工作層合金粉末中的球形鑄造WC有優(yōu)異耐磨性能，使得到的刀口工作層具有高硬度和高耐磨性能。
[0024]在激光熔覆刀口面過渡層和工作層時，使用2個無心磨導(dǎo)板夾具，將待熔覆的無心磨導(dǎo)板的刀口面與夾緊塊A的內(nèi)折角相配合，分別通過連接螺栓連接夾緊塊A與夾緊塊B，使2個無心磨導(dǎo)板夾具整體定位緊固在待熔覆的無心磨導(dǎo)板的兩端，使帶角度的刀口面水平放置成平面，方便激光熔覆的加工；根據(jù)待熔覆的無心磨導(dǎo)板厚度不同，通過旋轉(zhuǎn)夾緊塊B上的調(diào)節(jié)螺栓，使夾緊塊A與夾緊塊B的間距與待熔覆的無心磨導(dǎo)板厚度相互配合。在激光恪覆過程中，由于無心磨導(dǎo)板夾具在兩端對無心磨導(dǎo)板進(jìn)行定位裝夾，減少無心磨導(dǎo)板力學(xué)性能的變化，避免發(fā)生變形。
[0025]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:第一，在激光熔覆刀口面過渡層和工作層時，使用特制的無心磨導(dǎo)板夾具在兩端對無心磨導(dǎo)板進(jìn)行定位裝夾，減少無心磨導(dǎo)板力學(xué)性能的變化，避免發(fā)生變形，提高產(chǎn)品合格率，降低成本；第二，無心磨導(dǎo)板刀口面通過激光熔覆得到合金過渡層和工作層，與45調(diào)制鋼基體有較好的冶金相容性，不易發(fā)生剝落，有效改善無心磨導(dǎo)板的耐磨與抗擦傷性能，提高韌性和硬度，進(jìn)而延長無心磨導(dǎo)板的使用壽命；第三，激光熔覆方法的熱輸入小，可準(zhǔn)確控制，自動化程度很高，合金熔覆層厚度、成分可控性好，稀釋率低，同時組織均勻、致密。
【附圖說明】
[0026]圖1是沒有裝夾無心磨導(dǎo)板的無心磨導(dǎo)板夾具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是裝夾有無心磨導(dǎo)板的無心磨導(dǎo)板夾具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3是無心磨導(dǎo)板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4是圖3的左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定