一種立柱內孔的熔覆方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于激光熔覆方法技術領域，具體地說涉及一種立柱內孔的熔覆方法。
【背景技術】
[0002] 在工作環(huán)境的影響作用下，礦山重型裝備普遍存在腐蝕、磨損等失效現象，如液壓 支架立柱缸體等內孔部件，其內孔腐蝕、磨損等損傷會造成重大的安全隱患和財產損失。
[0003] 目前，對內孔類零件的表面修復工藝，主要有縮徑法、焊補法、噴涂金屬材料和鑲 內襯套法，但上述工序繁雜、復費用大，并且存在修復后涂層與基體之間結合力不足、涂層 無法達到相應的厚度要求、內孔類零件經修復后無法達到工程領域的應用要求等缺點。
[0004] 國內激光技術發(fā)展迅猛，利用激光熔覆技術在構件的外表面形成熔覆層，既可以 提高構件的耐磨損、耐腐蝕性能，又可以對存在磨損、腐蝕的構件進行修復。但是，立柱內孔 的內部空間有限，現有的激光器和熔覆工藝不能實現對立柱內孔熔覆，阻礙了激光技術的 工業(yè)化應用。如何對立柱內孔進行激光熔覆，是一項值得研究的技術問題。

【發(fā)明內容】

[0005] 針對現有技術的種種不足，為了解決上述問題，現提出一種有效地提高立柱內孔 的耐磨損性能，延長立柱的使用壽命，提高對立柱內孔進行激光熔覆的可操作性，適應企業(yè) 高科技、自動化發(fā)展需要的立柱內孔的熔覆方法。
[0006] 為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：
[0007] -種立柱內孔的熔覆方法，在待加工立柱的內孔熔覆合金粉末，得到熔覆層。
[0008] 進一步，所述熔覆層的熔覆方式為直鋪熔覆，有效降低了軸類加工機床的能耗，降 低熔覆熱量對待加工立柱的影響，采用周期性搭接，最終實現多道搭接，保證熔覆成形的均 勻性。
[0009] 進一步，所述待加工立柱的橫截面為圓形或多邊形。
[0010] 進一步，所述熔覆層的熔覆方法為：
[0011] (1)將所述待加工立柱固定在工裝上，將激光頭置于待加工立柱內部，并且激光頭 在待加工立柱的主軸方向上進給運動，所述激光頭上設置有除煙裝置和送粉裝置；
[0012] (2)采用同步送粉方式，所述激光頭沿著待加工立柱的主軸方向自待加工立柱的 一端運動到另一端，完成一次進給運動；
[0013] (3)所述激光頭沿著待加工立柱的主軸方向復位，進行下一次進給運動；
[0014](4)重復進行步驟（3)，在待加工立柱的內孔熔覆合金粉末，得到熔覆層。
[0015] 進一步，在所述熔覆過程中，對所述待加工立柱的外表面，同步進行散熱處理，所 述散熱處理的方法為：
[0016] 在所述待加工立柱的外表面設置冷氣源，所述冷氣源與激光頭同步進給，對激光 頭熔覆后的立柱進行降溫，所述冷氣源的壓強為5-20bar，輸出冷空氣溫度為0-8°C，進氣 量為 0· 7-1. 2m3/min。
[0017] 進一步，所述待加工立柱的橫截面為圓形時，其熔覆方法為：
[0018] (1)所述工裝帶動待加工立柱圍繞待加工立柱的主軸旋轉，在所述激光頭沿待加 工立柱的主軸方向的一個進給運動中，激光頭自所述待加工立柱內孔的一端熔覆到另一 端，得到第N道恪覆條；
[0019] (2)所述激光頭沿待加工立柱的主軸方向復位，并在第N道熔覆條的側面，自所述 待加工立柱的一端搭接熔覆到另一端，形成第N+1道熔覆條，且第N、N+1道熔覆條的搭接率 為 30% -50% ;
[0020] (3)重復進行步驟（2)，直至熔覆條將所述待加工立柱的內孔完全覆蓋，得到熔覆 層。
[0021] 進一步，所述工裝旋轉與激光器的步距移動同步，且所述工裝旋轉幅度與激光器 的步距移動幅度相同。
[0022] 進一步，所述待加工立柱的橫截面為多邊形時，其熔覆方法為：
[0023] (1)在所述激光頭沿待加工立柱的主軸方向的一個進給運動中，激光頭自所述待 加工立柱內孔的一端熔覆到另一端，得到第N道熔覆條；
[0024] (2)所述激光頭沿待加工立柱的主軸方向復位，并在第N道熔覆條的側面，自所述 待加工立柱的一端搭接熔覆到另一端，形成第N+1道熔覆條，且第N、N+1道熔覆條的搭接 率為 30% -50% ;
[0025](3)重復進行步驟（2)，直至熔覆條將同一平面的內孔完全覆蓋；
[0026] (4)所述工裝帶動待加工立柱旋轉，促使激光頭位于另一平面的內孔處；
[0027](5)重復進行步驟（1)-(4)，直至熔覆條將所述待加工立柱的內孔完全覆蓋，得到 熔覆層。
[0028] 進一步，激光器的線速度為500-750mm/min，功率為7000-7500W，步距為激光光斑 直徑的1/3-1/2,送粉速度為20-30g/min，載流氣體量為8-15L/min，所述熔覆條的單邊厚 度為l_2mm。
[0029] 進一步，所述合金粉末包括以下配方組份：
[0030] C:0· 04-0. 08 份、Mo:12-16 份、W:4· 5-5. 5 份、Ni:24· 2-43. 9 份、Fe:5-7 份、Μη: 0· 7-1. 0 份、Cr:13-15 份、Si:0· 3-0. 5 份、V:0· 5-0. 7 份。
[0031 ] 所述合金粉末中包含Ni、Cr，促使合金粉末具有滿足立柱內孔使用要求的耐磨及 耐蝕性能，且所述合金粉末中添加一定量的Mo,有助于提高熔覆層的延展性及韌性，同時， 促使熔覆層具有摩擦系數低的特點。
[0032] 本發(fā)明的有益效果是：
[0033] 1、本發(fā)明采用直鋪熔覆方式，在待加工立柱內孔形成熔覆層，可以有效地提高立 柱內孔的耐磨損性能，延長立柱的使用壽命。
[0034] 2、本發(fā)明適用于各種橫截面形狀的待加工立柱，具有適用范圍廣的特點，顯著提 高了對立柱內孔進行激光熔覆的可操作性。
[0035] 3、本發(fā)明采用直鋪熔覆方式，同步進行散熱和除煙操作，可以有效避免部分立柱 溫度急劇升高，及時吸附熔覆過程中產生的煙霧，有助于提高熔覆層的質量，防止熔覆層開 裂和變形，成品率高，工作效率高。
[0036] 4、本發(fā)明對激光器和送粉器的各項參數進行優(yōu)選設定，能夠保證合金粉末與立柱 內孔形成有效的冶金結合，節(jié)省生產成本。
[0037] 5、本發(fā)明對合金粉末的配方和組份進行優(yōu)選，促使熔覆層具有較好的延展性及韌 性，同時，有助于降低熔覆層的摩擦系數。
[0038] 6、本發(fā)明可以對工裝旋轉速度、激光頭的進給頻率進行編程，適應企業(yè)高科技、自 動化發(fā)展需要。
【附圖說明】
[0039] 圖1是本發(fā)明的直鋪熔覆方式示意圖；
[0040] 圖2是本發(fā)明的試樣的硬度梯度曲線圖。
[0041] 其中，在圖2中，橫坐標代表檢測點距熔覆層表面的距離，單位為mm，縱坐標代表 顯微硬度值。
[0042] 附圖中：待加工立柱1、第N道熔覆條2、第N+1道熔覆條3。
【具體實施方式】
[0043] 為了使本領域的人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合本發(fā)明的附圖，對 本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在 沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0044] 實施例一：
[0045] -種立柱內孔的熔覆方法，包括以下步驟：
[0046] (1)對待加工立柱1的內孔進行預處理，去除內孔表面的毛刺及銹跡，露出金屬光 澤；
[0047] (2)將所述待加工立柱1固定在工裝上，將激光頭置于待加工立柱1內部，并且激 光頭在待加工立柱1的主軸方向上進給運動，所述激光頭上設置有除煙裝置和送粉裝置， 及時吸附熔覆過程中產生的煙霧；
[0048] (3)采用同步送粉方式，所述激光頭沿著待加工立柱1的主軸方向自待加工立柱1 的一端運動到另一端，完成一次進給運動；
[0049] (4)所述激光頭沿著待加工立柱1的主軸方向復位，進行下一次進給運動；
[0050] (5)重復進行步驟（4)，在待加工立柱1的內孔熔覆合金粉末，得到熔覆層。
[0051] 本實施例中，所述合金粉末包括以下配方組份：
[0052] C:0· 04 份、Mo:12 份、W:4· 5 份、Ni:24· 2 份、Fe:5 份、Μη:0· 7 份、Cr:13 份、Si: 0. 3 份、V:0. 5 份。
[0053] 所述待加工立柱1橫截面為圓形，其長度為2m，采用直鋪熔覆方式，在其內孔熔覆 合金粉末的具體方法為：
[0054] (1)所述工裝帶動待加工立柱1圍繞待加工立柱1的主軸旋轉，在所述激光頭沿待 加工立柱1的主軸方向的一個進給運動中，激光頭自所述待加工立柱1內孔的一端熔覆到 另一端，得到第N道熔覆條2,其單邊厚度為1mm;
[0055] (2)所述激光頭沿待加工立柱1的主軸方向復位，并在第N道熔覆條2的側面，自 所述待加工立柱1的一端搭接熔覆到另一端，形成第N+1道熔覆條3,其單邊厚度為1mm，且 第N、N+1道熔覆條的搭接率為30% ;
[0056](3)重復進行步驟（2)，直至熔覆條將所述待加工立柱1的內孔完全覆蓋，得到熔 覆層；
[0057] (4)對恪覆層進行車削處理，車削單邊厚度為0. 5mm，保留在所述待加工立柱1內 孔的熔覆層單層厚度為〇. 5mm。
[0058] 本實施例中，選用二氧化碳激光器產生矩形激光光斑，激光光斑尺寸為 15mm*2. 5mm，其線速度為500mm/min，功率為7000W，步距為5mm，送粉速度為20g/min，載流 氣體量為8L/min，所述工裝旋轉與激光器的步距移動同步，且所述工裝旋轉幅度與激光器 的步距移動幅度相同。
[0059] 在所述熔覆過程中，在所述待加工立柱1的外表面設置冷氣源，所述冷氣源與激 光頭同步進給，對激光頭熔覆后的立柱進行降溫，所述冷氣源的壓強為5bar，輸出冷空氣溫 度為8°C，進氣量為0. 7m3/min。
[0060] 實施例二：
[0061] 本實施例與實施例一相同的部分不再贅述，不同的是：
[0062] 所述合金粉末包括以下配方組份：C:0. 06份、Mo: 14份、W:5. 0份、Ni:36. 5份、Fe: 5 份、Μη:0· 7 份、Cr:13 份、Si:0· 3 份、V:0· 5 份。
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