推移活塞桿激光熔覆修復(fù)加工工藝過(guò)程及技術(shù)要點(diǎn)
一、引言
推移活塞桿作為液壓支架等設(shè)備的關(guān)鍵部件,,在煤礦開(kāi)采等復(fù)雜工況下長(zhǎng)期承受交變載荷,、摩擦和腐蝕作用,極易出現(xiàn)表面磨損,、劃傷、腐蝕等損傷,,導(dǎo)致設(shè)備密封性能下降,、運(yùn)行效率降低甚至故障停機(jī)。傳統(tǒng)修復(fù)方法如電鍍,、熱噴涂等存在結(jié)合強(qiáng)度低,、涂層厚度有限、易產(chǎn)生氣孔和裂紋等缺陷。而激光熔覆修復(fù)加工技術(shù)憑借其的優(yōu)勢(shì),,成為了推移活塞桿高效修復(fù)的理想選擇,,為設(shè)備的可持續(xù)運(yùn)行和成本控制提供了有力保障。
二,、推移活塞桿激光熔覆修復(fù)加工工藝過(guò)程
(一)修復(fù)前準(zhǔn)備
表面預(yù)處理:對(duì)損傷的推移活塞桿進(jìn)行清洗,,去除表面油污、鐵銹等雜質(zhì),,可采用化學(xué)清洗或超聲波清洗的方式,。然后通過(guò)機(jī)械打磨,將表面打磨粗糙,,粗糙度控制在 Ra 6.3 - 12.5μm,,以增加熔覆層與基體的結(jié)合力。
損傷評(píng)估:使用專業(yè)的測(cè)量?jī)x器,,如三維掃描儀,、卡尺等,對(duì)活塞桿的磨損,、腐蝕部位及程度進(jìn)行精確測(cè)量和評(píng)估,,確定熔覆區(qū)域和所需熔覆層厚度,為后續(xù)工藝參數(shù)設(shè)定提供依據(jù),。
(二)激光熔覆操作
1,、預(yù)置或送粉方式選擇
預(yù)置法:將熔覆粉末均勻地預(yù)置在活塞桿待修復(fù)表面,可采用刷涂,、噴涂等方式,。該方法適合小面積、形狀簡(jiǎn)單的修復(fù)區(qū)域,,粉末利用率較高,,但涂層均勻性相對(duì)較差。
同步送粉法:通過(guò)送粉器將粉末直接送入激光熔池,,實(shí)現(xiàn)粉末與激光的同步作用,。此方法適用于大面積、復(fù)雜形狀的修復(fù),,能夠精確控制送粉量,,保證熔覆層的均勻性和質(zhì)量穩(wěn)定性。
2,、激光熔覆參數(shù)設(shè)定
激光功率:一般在 1 - 3kW 之間,,功率過(guò)高易導(dǎo)致基體過(guò)度熔化,出現(xiàn)變形甚至燒穿;功率過(guò)低則熔覆材料與基體無(wú)法充分熔合,,結(jié)合強(qiáng)度不足,。
掃描速度:通??刂圃?5 - 20mm/s,掃描速度過(guò)快會(huì)使熔覆層厚度不均勻,,結(jié)合不牢固;掃描速度過(guò)慢則會(huì)增加熱輸入,,導(dǎo)致基體熱影響區(qū)過(guò)大,產(chǎn)生變形和裂紋,。
送粉速率:根據(jù)修復(fù)要求和激光功率調(diào)整,,一般在 5 - 20g/min,送粉速率需與激光功率和掃描速度相匹配,,以保證熔覆層的質(zhì)量和性能,。
(三)后處理
熱處理:激光熔覆后,活塞桿表面存在較大的殘余應(yīng)力,,通過(guò)回火處理(溫度一般在 180 - 250℃,,保溫 2 - 4 小時(shí))可有效消除殘余應(yīng)力,改善熔覆層的組織和性能,,提高其韌性和疲勞強(qiáng)度,。
機(jī)械加工:采用磨削、拋光等機(jī)械加工方法,,將熔覆層加工至所需尺寸和精度,,表面粗糙度達(dá)到 Ra 0.8 - 1.6μm,滿足活塞桿的使用要求,。
三,、激光熔覆修復(fù)加工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)
(一)熔覆材料選擇
根據(jù)推移活塞桿的工作環(huán)境和性能要求,選擇合適的熔覆材料,。常用的熔覆材料有鎳基合金,、鈷基合金、鐵基合金等,。鎳基合金具有良好的耐磨性,、耐腐蝕性和高溫性能;鈷基合金在高溫、強(qiáng)腐蝕環(huán)境下表現(xiàn)優(yōu)異;鐵基合金成本較低,,適用于一般工況下的修復(fù),。例如,在煤礦井下潮濕,、有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中,,選擇含鉻、鉬等元素的鎳基合金作為熔覆材料,,可顯著提高活塞桿的耐腐蝕性能,。
(二)熔覆層質(zhì)量控制
防止氣孔和裂紋產(chǎn)生:嚴(yán)格控制粉末的粒度、純度和含水量,,避免因粉末中雜質(zhì)和水分在熔覆過(guò)程中產(chǎn)生氣孔,。優(yōu)化激光熔覆工藝參數(shù),控制熱輸入,,減少熔覆層的冷卻速度,,防止因熱應(yīng)力過(guò)大產(chǎn)生裂紋。同時(shí),,在熔覆前對(duì)基體進(jìn)行預(yù)熱(溫度一般在 100 - 200℃),,熔覆后進(jìn)行緩冷處理,可有效降低熱應(yīng)力,,減少裂紋的產(chǎn)生,。
保證熔覆層均勻性:通過(guò)精確控制送粉量、激光功率和掃描速度的穩(wěn)定性,,以及采用合理的掃描路徑規(guī)劃,,如采用搭接掃描方式,搭接率控制在 30 - 50%,,可保證熔覆層的厚度和性能均勻一致,。
四、應(yīng)用案例分析
某煤礦企業(yè)的液壓支架推移活塞桿在使用一段時(shí)間后,,出現(xiàn)大面積磨損,,磨損深度達(dá) 1 - 2mm,導(dǎo)致支架密封性能下降,,頻繁出現(xiàn)液壓泄漏問(wèn)題,。采用激光熔覆修復(fù)技術(shù),選擇鎳基合金粉末作為熔覆材料,,通過(guò)合理設(shè)定激光功率,、掃描速度和送粉速率等工藝參數(shù),對(duì)磨損部位進(jìn)行修復(fù),。修復(fù)后的活塞桿表面平整,,熔覆層厚度均勻,經(jīng)檢測(cè),,熔覆層與基體結(jié)合強(qiáng)度高,,硬度達(dá)到 HRC 50 - 55,耐磨性顯著提高,。投入使用后,,該活塞桿運(yùn)行穩(wěn)定,液壓泄漏問(wèn)題得到有效解決,,使用壽命延長(zhǎng)了 2 - 3 倍,,為企業(yè)節(jié)省了大量設(shè)備更換成本。
五,、結(jié)論
推移活塞桿激光熔覆修復(fù)加工技術(shù)憑借其的原理和工藝優(yōu)勢(shì),,在解決活塞桿表面損傷問(wèn)題方面具有顯著效果,。通過(guò)合理選擇熔覆材料、優(yōu)化工藝參數(shù)和嚴(yán)格控制熔覆層質(zhì)量,,能夠?qū)崿F(xiàn)活塞桿的高效修復(fù)和性能提升,,為煤礦等行業(yè)的設(shè)備維護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,,激光熔覆修復(fù)加工技術(shù)在推移活塞桿及其他機(jī)械零部件修復(fù)領(lǐng)域?qū)⒕哂懈鼜V闊的應(yīng)用前景,。
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