一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂強(qiáng)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于表面工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管前、后接頭熱噴涂強(qiáng)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]潛孔鑿巖鉆具是一種以壓縮空氣為動(dòng)力源將鑿巖沖擊動(dòng)力部分潛入鑿巖孔中，通過沖擊器中的配氣裝置控制活塞往返運(yùn)動(dòng)，沖擊裝量在沖擊器前端的潛孔鑿巖鉆頭將沖擊能量傳遞到鉆頭、由鉆頭破碎巖石的鑿巖設(shè)備，潛孔鑿巖鉆具，廣泛用于露天及地下礦山、采石礦、水電工程、水井鉆進(jìn)、礦物勘探、巖體鋼索錨固孔鑿巖、地?zé)衢_鑿、地鐵工程開挖邊柱支護(hù)等施工場(chǎng)地。
[0003]目前國(guó)內(nèi)潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器生產(chǎn)廠家沖擊器外套管、前后接頭全部采用無縫合金鋼管制造。鋼管先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度一般為HRC38-45，然后進(jìn)行機(jī)加工成形。若通過熱處理方式提高硬度，隨后的機(jī)加工很困難，特別是螺紋加工從使用性能上看，也不允許螺紋端有太高硬度，因此沖擊器外套管，前后接頭在使用中因粉末顆粒的沖刷，磨損較快，特別是前接頭磨損更快。現(xiàn)場(chǎng)使用情況表明鉆孔深度達(dá)3000米，外套管磨損4-6mm，前接頭磨損7.3_。此時(shí)，必須更換外套管前接頭，在施工現(xiàn)場(chǎng)，更換起來相當(dāng)費(fèi)事，有的干脆不更換，整個(gè)沖擊器報(bào)廢。如果活塞質(zhì)量好，更換后可再使用2000-3000米。因此，如何增強(qiáng)沖擊器外套管前后接頭耐磨性，提高使用壽命、降低成本是目前需要迫切解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有風(fēng)動(dòng)沖擊器，特別是中高風(fēng)壓沖擊器外套管、前后接頭耐磨性差、壽命短的問題，提供一種高耐磨外套管、前后接頭，大幅度提高使用壽命。
[0005]—種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂強(qiáng)化方法，在所述潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管及前后接頭處采用表面熱噴涂方式噴涂耐磨層。
[0006]進(jìn)一步地，所述耐磨層為多肋條結(jié)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步地，所述多肋條結(jié)構(gòu)橫向設(shè)置外套管及前后接頭表面上，并所述多肋條結(jié)構(gòu)包括3-10條肋條。
[0008]進(jìn)一步地，所述肋條厚度為0.5-2mm，寬度為5_20mm。
[0009]進(jìn)一步地，所述耐磨層厚度為0.5-3mm。
[0010]進(jìn)一步地，所述耐磨層硬度為HV550-1100。
[0011]進(jìn)一步地，所述耐磨層為鎳基合金、鐵基合金、碳化鎢、WC陶瓷或金屬陶瓷其中的一種。
[0012]進(jìn)一步地，噴涂在外套管上的耐磨層包含10% -60%碳化物。
[0013]進(jìn)一步地，所述噴涂強(qiáng)化方法具體包括以下步驟:
[0014]A)外套管表面、前后接頭表面進(jìn)行脫脂，除銹和去氧化膜工序；
[0015]B)外套管表面、前后接頭表面粗化處理，對(duì)外套管表面、前后接頭表面進(jìn)行噴丸或噴砂粗化處理；
[0016]C)經(jīng)過前2項(xiàng)處理后，再在外套管表面、前后接頭表面進(jìn)行打底處理，打底厚度在0.1-0.5_之間，打底材料為鎳包鋁；
[0017]D)選擇噴涂工藝，分別對(duì)外套管及前后接頭表面進(jìn)行噴涂，在外套管及前后接頭上形成耐磨涂層；
[0018]E)重熔處理，涂層重熔采用火焰重熔或激光重熔，火焰重熔將工件預(yù)熱至200-300°后立即進(jìn)行熔融處理，火焰可用氧氣加乙炔，流量比為3:4，也可采用激光重熔。
[0019]進(jìn)一步地，沖擊器外套管采用超音速火焰或超音速等離子噴涂，噴涂厚度在0.3-lmm，然后采用激光重恪，重恪后耐磨層厚度為0.5_3mm ；
[0020]外套管噴涂材料采用10% -60%碳化物，噴涂后不需再進(jìn)行機(jī)加工；
[0021]外套管前接頭采用等離子堆焊，涂層材料采用含6% Ni的鐵基合金，堆焊層在1-2_，放入保溫坑里緩冷，不需要重熔，冷卻后再進(jìn)行表面磨削或車加工。
[0022]本發(fā)明的有益效果為噴涂工藝可控，成本低，大幅度提高外套管及前后接頭的使用壽命，壽命可提高3-6倍。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明未進(jìn)行強(qiáng)化噴涂的前接頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的前接頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的前接頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明未進(jìn)行強(qiáng)化噴涂的外套管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例的外套管結(jié)構(gòu)不意圖；
[0028]圖6為本發(fā)明第二實(shí)施例的外套管結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0030]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對(duì)本發(fā)明有更好的了解，在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0031]如圖1、2、4、5所示，本發(fā)明為一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管前、后接頭熱噴涂強(qiáng)化方法，所述該種方法采用電弧噴涂、超音速火焰噴涂、超音速等離子噴涂、激光噴涂設(shè)備，將粉末材料噴涂在外套管表面、前后接頭表面，在表面形成穩(wěn)固的耐磨材料，所述耐磨材料厚度為0.5-3mm，采用本發(fā)明的噴涂方法，噴涂后的表面硬度可達(dá)HV550-1100，所述噴涂材料為鎳基、鐵基合金、碳化鎢粉末、WC陶瓷或金屬陶瓷粉末，本發(fā)明的有益效果是，噴涂工藝可控、成本低、大幅度提高外套管及前后接頭的使用壽命，壽命可提高3-6倍。
[0032]本發(fā)明提出的噴涂強(qiáng)化方法具體包括以下步驟:
[0033]1、基體表面進(jìn)行脫脂，除銹和去氧化膜工序，保持基體表面清潔與活性；所述基體表面具體為外套管表面、前后接頭表面。
[0034]2、基體表面粗化處理，對(duì)基體表面進(jìn)行噴丸或噴砂粗化處理，增加表面實(shí)際接觸面積，減少涂層的殘余應(yīng)力。
[0035]3、經(jīng)過前2項(xiàng)處理后，再噴涂層基體進(jìn)行打底處理，根據(jù)深層厚度不同，打底厚度在0.1-0.5mm之間，打底材料為鎳包鋁。
[0036]4、噴涂工藝選擇。沖擊器外套管是一種薄壁又長(zhǎng)的工件，要考慮變形或者溫度過高使基體工件硬度降低，噴涂采用超音速火焰或超音速等離子噴涂，噴涂厚度一般在0.3-lmm，然后采用激光重熔。噴涂材料采用10% -60%碳化物，噴涂后不需再進(jìn)行機(jī)加工。外套管前接頭可采用等離子堆焊，涂層材料采用鐵基合金(含6% Ni)，堆焊層在l-2mm，立即放入保溫坑里緩冷，不需要重熔，冷卻后再進(jìn)行表面磨削或車加工。前接頭也可采用外套管的噴涂工藝。
[0037]5、重熔處理。涂層重熔采用火焰重熔與激光重熔，火焰重熔將工件預(yù)熱至200-300°后立即進(jìn)行熔融處理，火焰可用氧氣加乙炔，流量比應(yīng)為3:4.激光重熔對(duì)工件基體的熱影響小，變形小，可獲得性能優(yōu)異的重熔層。沖擊器外套管噴涂層采用激光重熔。
[0038]實(shí)施例2，如圖3、6所示，本實(shí)施例與上述實(shí)施例部分相同，唯不同之處在于，所述耐磨層為多肋條結(jié)構(gòu)。所述多肋條結(jié)構(gòu)橫向設(shè)置外套管及前后接頭表面上，并所述多肋條結(jié)構(gòu)包括3-10條肋條。所述肋條厚度為0.5-2mm，寬度為5_20mm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂強(qiáng)化方法，其特征在于，在所述潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管及前后接頭處采用表面熱噴涂方式噴涂耐磨層或采用堆焊方式，堆焊耐磨層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂強(qiáng)化方法，其特征在于，所述噴涂強(qiáng)化方法具體包括以下步驟: A)外套管表面、前后接頭表面進(jìn)行脫脂，除銹和去氧化膜工序； B)外套管表面、前后接頭表面粗化處理，對(duì)外套管表面、前后接頭表面進(jìn)行噴丸或噴砂粗化處理； C)經(jīng)過前2項(xiàng)處理后，再在外套管表面、前后接頭表面進(jìn)行打底處理，打底厚度在0.1-0.5_之間，打底材料為鎳包鋁； D)選擇噴涂工藝，分別對(duì)外套管及前后接頭表面進(jìn)行噴涂，在外套管及前后接頭上形成耐磨涂層； E)重熔處理，涂層重熔采用火焰重熔或激光重熔，火焰重熔將工件預(yù)熱至200-300°后立即進(jìn)行熔融處理，火焰可用氧氣加乙炔，流量比為3:4，也可采用激光重熔； F)堆焊后不需要重熔處理。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂強(qiáng)化方法或堆焊強(qiáng)化方法，其特征在于，所述耐磨層厚度為0.5-3mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂或堆焊強(qiáng)化方法，其特征在于，所述耐磨層為多肋條結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂或堆焊強(qiáng)化方法，其特征在于，所述多肋條結(jié)構(gòu)橫向設(shè)置外套管及前后接頭表面上，并所述多肋條結(jié)構(gòu)包括3-10條肋條。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂或堆焊強(qiáng)化方法，其特征在于，所述肋條厚度為0.5-2mm，寬度為5_20mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂強(qiáng)化方法，其特征在于，所述耐磨層硬度為HV550-1100。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂強(qiáng)化方法，其特征在于，所述耐磨層為鎳基合金、鐵基合金、碳化鎢、WC陶瓷或金屬陶瓷其中的一種。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂強(qiáng)化方法，其特征在于，噴涂在外套管上的耐磨層包含10% -60%碳化物。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂強(qiáng)化方法，其特征在于，沖擊器外套管采用超音速火焰或超音速等離子噴涂，噴涂厚度在0.3-lmm，然后采用激光重恪，重恪后耐磨層厚度為0.5-3mm ； 外套管噴涂材料采用10% -60%碳化物，噴涂后不需再進(jìn)行機(jī)加工； 前接頭采用等離子堆焊，涂層材料采用含6% Ni的鐵基合金，堆焊層在l_2mm，放入保溫坑里緩冷，不需要重熔，冷卻后再進(jìn)行表面磨削或車加工。
【專利摘要】本發(fā)明屬于表面工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管前、后接頭強(qiáng)化方法。一種潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管、前后接頭熱噴涂強(qiáng)化方法，在所述潛孔風(fēng)動(dòng)沖擊器外套管及前后接頭處采用表面熱噴涂方式噴涂耐磨層或堆焊方式，堆焊耐磨層。本發(fā)明的有益效果為噴涂或堆焊工藝可控，成本低，大幅度提高外套管及前后接頭的使用壽命，壽命可提高3-6倍。
【IPC分類】C23C4/16
【公開號(hào)】CN105200366
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510426464
【發(fā)明人】曹厚義
【申請(qǐng)人】曹厚義
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月20日