一种混凝土泵车输送缸筒的激光淬火硬化处理工艺的制作方法
【专利摘要】一种混凝土泵车输送缸筒的激光淬火硬化处理工艺，包括以下工艺步骤：（1）室温下用清洗剂对混凝土泵车输送缸筒表面进行除油、除锈，（2）用刷子将SiO2吸光涂料均匀地涂在混凝土泵车输送缸筒表面，自然风干SiO2涂层；（3）选用二氧化碳激光器快速扫描步骤（2）自然风干的SiO2涂层，实现混凝土泵车输送缸筒表面的快速加热和冷却。本发明强化缸筒表层，提高缸筒使用寿命，减少了加工时间和机加工艺步骤，提高作业效率，降低生产成本；采用数控系统编程还可对缸筒进行多种处理方式如网纹、螺旋纹。
【专利说明】一种混凝土泵车输送缸筒的激光淬火硬化处理工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及混凝土泵车输送缸筒表面硬化工艺领域，具体为一种混凝土泵车输送缸筒的激光淬火硬化处理工艺。
【背景技术】
[0002]随着我国经济建设步伐的加快，市场对混凝土机械的需求呈猛增势态。同时，国家已出台禁止在城市市区使用现场搅拌混凝土的政策，使混凝土泵车等混凝土机械火爆起来。这些有利的外部条件，为混凝土泵车的发展提供了广阔的空间。目前混凝土泵车市场需求快速增长，市场空间迅速扩大。混凝土输出排量更大，中心泵送系统压力更高、输送量更大，将成为今后国产臂架式混凝土泵车中心泵送系统的发展趋势。随着臂架式混凝土泵车臂架越做越高，车型越做越大，其输送缸的缸径也越做越大；同时由于工程进度的要求越来越高，要求泵送排量在80~120m3/h的工程越来越多，大排量将成为今后臂架式混凝土泵车的发展方向。此外泵送压力越来越高，混凝土出口压力现在已达到22MPa，而且还有继续提闻的趋势。
[0003]泵车输送缸筒是整个输送泵中关键磨损部位。一般采取工艺为45#钢调质后镀硬铬处理，铬层厚度0.3mm。但镀硬铬时，镀层较厚，内应力大且硬度高，而基体金属与铬的热膨胀系数差别较大，基本金属容易受热膨胀而产生“暴皮”现象，造成镀层质量不稳定。在使用过程中，由于电化学反应，基材与铬层结合处易腐蚀，从而使铬层结合力下降，出现剥落现象，使缸筒基体直接与混凝土浆液接触，在高压输送过程中，混凝土浆液中的高硬度石子会对基体划伤，产生磨损。目前缸筒寿命均不超过一年，而且镀铬工艺所排污水对环境会产生极大的破坏，随着国家对环保越来越重视，已限制镀铬工艺上的使用，镀铬已处于淘汰中。
[0004] 大功率激光器的出现及激光加工技术在工业上的应用日趋广泛、成熟，给泵车输送泵缸筒表面强化提供了一种新的技术途径，并且已经被证明提高装备寿命和重用性的有效途径。激光淬火技术是利用聚焦后的激光束快速加热钢铁材料表面，使其发生相变，形成马氏体淬硬层的过程。激光淬火的功率密度高，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质，是清洁、快速的淬火工艺。与感应淬火、火焰淬火、渗碳淬火工艺相比，激光淬火淬硬层均匀，硬度高(一般比感应淬火高I~3HRC)，工件变形小，加热层深度和加热轨迹容易控制，易于实现自动化，不需要象感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的感应线圈，对大型零件的加工也无须受到渗碳淬火等化学热处理时限制炉膛的尺寸。因此在很多工业领域中正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺，尤其重要的是激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略，特别适合高精度要求的零件表面处理。激光淬硬层的深度依照零件成分、尺寸与形状以及激光工艺参数的不同，一般为0.3~2.0mm。
激光淬火的特点:激光淬火零件不变形；几乎不破坏零件表面粗糙度；激光淬火不开裂；对局部、沟、槽淬火定位精确的数控淬火；激光淬火清洁、高效不需要水或油等冷却介质。淬火硬度比常规方法高，淬火层组织细密、强韧性好。[0005]采用激光淬火不但能避免上述缸筒进行表面强化中出现的表面精度和尺寸偏差等问题，而且可对工件局部表面进行强化，其硬化层可精确控制，其工艺过程易实现电脑控制的生产自动化。随着我国工程机械的发展及对环保的重视程度，对表面处理工艺提出了更高的要求，特别是对如何提高工程机械中耐磨部件加工质量和使用寿命的要求更加迫切，从而使激光相变硬化在工程机械工业中得到应用。
【发明内容】
[0006]本发明所解决的技术问题在于提供一种混凝土泵车输送缸筒的激光淬火硬化处理工艺，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0007]本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种混凝土泵车输送缸筒的激光淬火硬化处理工艺，包括以下工艺步骤:
(O室温下用清洗剂对混凝土泵车输送缸筒表面进行除油、除锈，并用清洗干净；
(2)用刷子将SiO2吸光涂料均匀地涂在混凝土泵车输送缸筒表面，预涂厚度为0.02~0.05mm,自然风干SiO2涂层；
(3)选用激光功率P=2000~5000W，扫描速度V=200~800mm/min的二氧化碳激光器快速扫描步骤(2)自然风干的SiO2涂层，实现混凝土泵车输送缸筒表面的快速加热和冷却。
[0008]本发明采用激光淬火工艺，激光淬火过程中由于激光加热速度极快，致使奥氏体(激光相变区)处在一个较高较宽的温度区域中，形成非常细小且极不均匀的奥氏体，在自身快速冷却过程中，转变成极细小的马氏体。而残留在奥氏体中的细小弥散的未熔碳化物，在淬火后的组织中分布在细小的马氏体上，这种马氏体的硬度比一般的马氏体硬度高20%左右，使得缸筒表面具有很高的硬度和优良的耐磨性，从而显著提高混凝土泵车输送缸筒的寿命。混凝土泵车输送缸筒经激光淬火后硬度达到HV700以上，激光淬火强化表层均匀且易于控制，在使用中不会出现脱落问题。
[0009]有益效果:
本发明强化缸筒表层，提高缸筒使用寿命，减少了加工时间和机加工艺步骤，提高作业效率，降低生产成本；采用数控系统编程还可对缸筒进行多种处理方式如网纹、螺旋纹。
【具体实施方式】
[0010]为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0011]实施例一
一种高性能汽轮机锅炉管的激光熔覆制造工艺，包括以下工艺步骤:
一种混凝土泵车输送缸筒的激光淬火硬化处理工艺，包括以下工艺步骤:
(1)室温下用清洗剂对混凝土泵车输送缸筒表面进行除油、除锈，并用清洗干净；
(2)用刷子将SiO2吸光涂料均 匀地涂在混凝土泵车输送缸筒表面，预涂厚度为0.02mm,自然风干SiO2涂层。
[0012](3)选用激光功率P=2500W，扫描速度V=300mm/min的二氧化碳激光器快速扫描步骤(2)自然风干的SiO2涂层，实现混凝土泵车输送缸筒表面的快速加热和冷却。
[0013]实施例二一种混凝土泵车输送缸筒的激光淬火硬化处理工艺，包括以下工艺步骤:
(1)室温下用清洗剂对混凝土泵车输送缸筒表面进行除油、除锈，并用清洗干净；
(2)用刷子将SiO2吸光涂料均匀地涂在混凝土泵车输送缸筒表面，预涂厚度为0.03mm,自然风干SiO2涂层。
[0014](3)选用激光功率P=3000W，扫描速度V=500mm/min的二氧化碳激光器快速扫描步骤(2)自然风干的SiO2涂层，实现混凝土泵车输送缸筒表面的快速加热和冷却。
[0015]实施例三
一种混凝土泵车输送缸筒的激光淬火硬化处理工艺，包括以下工艺步骤:
(O室温下用清洗剂对混凝土泵车输送缸筒表面进行除油、除锈，并用清洗干净；
(2)用刷子将SiO2吸光涂料均匀地涂在混凝土泵车输送缸筒表面，预涂厚度为
0.05mm,自然风干SiO2涂层。
[0016](3)选用激光功率P=3500W，扫描速度V=700mm/min的二氧化碳激光器快速扫描步骤(2)自然风干的SiO2涂层，实现混凝土泵车输送缸筒表面的快速加热和冷却。
[0017]以上显示和 描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种混凝土泵车输送缸筒的激光淬火硬化处理工艺，其特征是:包括以下工艺步骤: (1)室温下用清洗剂对混凝土泵车输送缸筒表面进行除油、除锈，并用清洗干净； (2)用刷子将SiO2吸光涂料均匀地涂在混凝土泵车输送缸筒表面，预涂厚度为0.02~0.05mm,自然风干SiO2涂层； (3)选用激光功率P=2000~5000W，扫描速度V=200~800mm/min的二氧化碳激光器快速扫描步骤(2)自然风干的 SiO2涂层，实现混凝土泵车输送缸筒表面的快速加热和冷却。
【文档编号】C21D1/09GK103468886SQ201310217912
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年6月4日 优先权日:2013年6月4日
【发明者】陶兴启, 黄旭东, 廖运生 申请人:武汉点金激光科技有限公司