一种气流计的修复方法
【专利摘要】本发明公开一种气流计的修复方法，其主要步骤是：清洗磨损后的气流计；确定磨损部位和磨损尺寸；采用激光干烧气流计上的镀铬层；清除干烧后的镀铬层；配制Stellite1粉末占总质量的97～95％，SiC粉末占总质量的3～5％的合金粉末；在去除镀铬层的气流计基材表面利用大功率半导体激光器熔覆合金粉末，功率P＝2000～3000W、矩形光斑2.5×11.5mm、搭接率50％、扫描速度V＝430～650mm/min；采用数控车床对熔覆层进行精加工；对修复后的气流计进行尺寸、表面质量和公差检验，合格后交付使用。本发明制备工艺简单、热变形小、无污染、成本低，修复后的气流计比新气流计使用寿命提高2倍以上。
【专利说明】一种气流计的修复方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械加工修复领域，特别涉及一种气流计的修复方法。
【背景技术】
[0002]在金属、非金属粉体的制备过程中，气流计是一种重要的计量设备，用于计量管道中粉体的流速、温度等，并将数据时时传输给控制器，以便监控和管理整个生产过程。由于粉体流速高，达到300m/s以上，有时甚至达到1000m/S，往往还具有较高温度，高温段达到800°C以上，而且粉体本身莫氏硬度高，粉体中还夹杂着氯离子等腐蚀性高的介质，对气流计造成严重的冲刷、腐蚀磨损，导致气流计早期磨损失效，寿命很低，影响了生产的连续进行。由于气流计多采用优质合金结构钢制备，而且表面镀有硬铬层，价格昂贵，一个气流计动辄几千元，实际使用中由于更换频繁，影响了生产的连续性，增加了企业成本。
[0003]在生产实践中，对于磨损后的气流计还没有较好的修复办法，常规的堆焊修复方法，焊接变形大，影响了气流计测量的准确性；采用热喷涂方法，由于磨损量大，无法完成大填料的修补；采用等离子弧熔覆合金粉末，由于输出热量大，导致焊接后气流计变形严重，无法使用。目前，对于磨损后的气流计大多采取直接报废，造成了极大浪费。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种工艺简单、热变形小、成本低廉、能明显提高气流计耐磨性和使用寿命的气流计的修复方法。
[0005]本发明的修复方法如下:
[0006](I)对磨损后的气流计进行清洗，去除表面杂质及油污等；
[0007](2)检查气流计的磨损部位和磨损尺寸；
[0008](3)对气流计上的镀铬层，采用激光干烧的方法去除，半导体激光器的工艺参数为:激光功率P = 1000W，矩形光斑2.5 X 11.5_，无搭接，扫描速度650mm/min ；
[0009](4)清除干烧后的镀铬层；
[0010](5)配制合金粉末，将Stellitel粉末与SiC粉末按比例混合，混合比例为:Stellitel粉末占总质量的97?95%，SiC粉末占总质量的的3?5%;用机械式三维混粉器将上述合金粉末混合2小时，混合均匀；所述粉末粒度=Stellitel粉末的粒度为150?325目，SiC粉末的粒度为150?325目。
[0011](6)将去除镀铬层的气流计固定在大功率半导体激光加工机床上，通过卡盘带动旋转，采用重力方式送粉，粉层厚度为1.5?2mm，利用大功率半导体激光器输出的高能量光束，扫描输送到位的合金粉末，半导体激光器功率P = 2000?3000W、矩形光斑2.5X11.5mm、搭接率50%、扫描速度V = 430?650mm/min，使得合金粉末与气流计测试棒金属表面发生快速冶金反应，获得均匀的1.3?1.8mm厚耐高温冲刷磨损合金熔覆层；
[0012](7)采用数控车床进行精加工，切削熔覆层0.3?0.5_ ;
[0013](8)对气流计进行尺寸、表面质量和公差检验，合格后交付使用。
[0014]在熔覆合金粉末前，采用大功率半导体激光干烧镀铬层。由于镀铬层与基体金属间为机械结合，合适功率的激光干烧后，镀铬层达到1000°c左右，由于其与基体金属热膨胀系数不同，镀铬层与气流计基体表面脱离，不但避免了直接在高硬度的镀铬层表面熔覆合金粉末易出现裂纹，而且解决了合金熔覆层与气流计基体间的冶金结合问题，保证了修复后气流计的高寿命使用要求。
[0015]在半导体激光器输出的高能光束作用下，合金粉末与气流计基材表面金属发生快速冶金反应，在周围常温金属的冷却作用下，获得了晶粒细小、组织致密带有SiC陶瓷颗粒增强相的合金熔覆层，可明显提高气流计的硬度和使用寿命。由于激光熔覆为局部加热，并且热量高度集中，在激光干烧和激光熔覆合金粉末过程中，气流计无明显热变形。
[0016]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0017]1、工艺简单、热变形小、节能环保，无污染。
[0018]2、修复后的气流计熔覆层中弥散分布着大量陶瓷硬质相，具有理想的抗腐蚀、抗冲刷磨损及耐高温性能，延长了气流计的使用寿命，修复后的气流计比新气流计使用寿命提高2倍以上，大大降低了企业成本。
【具体实施方式】
[0019]实施例1:
[0020]对磨损后的T12粉体生产中的气流计进行清洗，去除表面杂质及油污等；检查气流计的磨损部位和磨损尺寸，确定气流计表面磨损量为1.5mm ;采用激光干烧的方法去除气流计上的镀铬层，半导体激光器的工艺参数为:激光功率P = 1000W，矩形光斑2.5X 11.5mm,无搭接，扫描速度650mm/min ;清除干烧后的镀铬层；配制合金粉末，将粒度为150?325目的Stellitel粉末与粒度为150?325目的SiC粉末按比例混合，混合比例为=Stellitel粉末占总质量的97%，SiC粉末占总质量的的3% ;用机械式三维混粉器将上述合金粉末混合2小时，混合均匀；将去除镀铬层的气流计固定在大功率半导体激光加工机床上，通过卡盘带动旋转，采用重力方式送粉，粉层厚度为2_，利用大功率半导体激光器输出的高能量光束，扫描输送到位的合金粉末，半导体激光器功率P = 2000W、矩形光斑2.5X11.5mm、搭接率50%、扫描速度V = 430mm/min,使得合金粉末与气流计测试棒金属表面发生快速冶金反应，获得均匀的1.8mm厚耐高温冲刷磨损合金熔覆层；采用数控车床进行精加工，切削熔覆层0.3mm ;对修复后的气流计进行尺寸、表面质量和公差检验，合格后交付使用。
[0021]实施例2:
[0022]对磨损后的TiCl4粉体生产中的气流计进行清洗，去除表面杂质及油污等；检查气流计的磨损部位和磨损尺寸，确定气流计表面磨损量为1.0mm;采用激光干烧的方法去除气流计上的镀铬层，半导体激光器的工艺参数为:激光功率P = 1000W，矩形光斑2.5X 11.5mm,无搭接，扫描速度650mm/min ;清除干烧后的镀铬层；配制合金粉末，将粒度为150?325目的Stellitel粉末与粒度为150?325目的SiC粉末按比例混合，混合比例为=Stellitel粉末占总质量的95%，SiC粉末占总质量的的5% ;用机械式三维混粉器将上述合金粉末混合2小时，混合均匀；将去除镀铬层的气流计固定在大功率半导体激光加工机床上，通过卡盘带动旋转，采用重力方式送粉，粉层厚度为1.7_，利用大功率半导体激光器输出的高能量光束，扫描输送到位的合金粉末，半导体激光器功率P = 3000W、矩形光斑2.5X11.5mm、搭接率50%、扫描速度V = 650mm/min，使得合金粉末与气流计测试棒金属表面发生快速冶金反应，获得均匀的1.5mm厚耐高温冲刷磨损合金熔覆层；采用数控车床进行精加工，切削熔覆层0.5mm ;对修复后的气流计进行尺寸、表面质量和公差检验，合格后交付使用。
[0023]实施例3:
[0024]对磨损后的Fe2O3粉体生产中的气流计进行清洗，去除表面杂质及油污等；检查气流计的磨损部位和磨损尺寸，确定气流计表面磨损量为1.3mm;采用激光干烧的方法去除气流计上的镀铬层，半导体激光器的工艺参数为:激光功率P = 1000W，矩形光斑2.5X 11.5mm,无搭接,扫描速度650mm/min ;清除干烧后的镀铬层；配制合金粉末，将粒度为150?325目的Stellitel粉末与粒度为150?325目的SiC粉末按比例混合，混合比例为=Stellitel粉末占总质量的96%，SiC粉末占总质量的的4% ;用机械式三维混粉器将上述合金粉末混合2小时，混合均匀；将去除镀铬层的气流计固定在大功率半导体激光加工机床上，通过卡盘带动旋转，采用重力方式送粉，粉层厚度为1.8_，利用大功率半导体激光器输出的高能量光束，扫描输送到位的合金粉末，半导体激光器功率P = 2200W、矩形光斑2.5X11.5mm、搭接率50%、扫描速度V = 500mm/min，使得合金粉末与气流计测试棒金属表面发生快速冶金反应，获得均匀的1.6mm厚耐高温冲刷磨损合金熔覆层；采用数控车床进行精加工，切削熔覆层0.3mm ;对修复后的气流计进行尺寸、表面质量和公差检验，合格后交付使用。
[0025]实施例4:
[0026]对磨损后的Al2O3粉体生产中的气流计进行清洗，去除表面杂质及油污等；检查气流计的磨损部位和磨损尺寸，确定气流计表面磨损量为1.1mm;采用激光干烧的方法去除气流计上的镀铬层，半导体激光器的工艺参数为:激光功率P = 1000W，矩形光斑2.5X 11.5mm,无搭接,扫描速度650mm/min ;清除干烧后的镀铬层；配制合金粉末，将粒度为150?325目的Stellitel粉末与粒度为150?325目的SiC粉末按比例混合，混合比例为=Stellitel粉末占总质量的95%，SiC粉末占总质量的的5% ;用机械式三维混粉器将上述合金粉末混合2小时，混合均匀；将去除镀铬层的气流计固定在大功率半导体激光加工机床上，通过卡盘带动旋转，采用重力方式送粉，粉层厚度为1.6_，利用大功率半导体激光器输出的高能量光束，扫描输送到位的合金粉末，半导体激光器功率P = 2700W、矩形光斑2.5X11.5mm、搭接率50%、扫描速度V = 600mm/min，使得合金粉末与气流计测试棒金属表面发生快速冶金反应，获得均匀的1.4mm厚耐高温冲刷磨损合金熔覆层；采用数控车床进行精加工，切削熔覆层0.3mm ;对修复后的气流计进行尺寸、表面质量和公差检验，合格后交付使用。
[0027]实施例5:
[0028]对磨损后的Ca2O3粉体生产中的气流计进行清洗，去除表面杂质及油污等；检查气流计的磨损部位和磨损尺寸，确定气流计表面磨损量为1.5mm ;采用激光干烧的方法去除气流计上的镀铬层，半导体激光器的工艺参数为:激光功率P = 1000W，矩形光斑2.5X 11.5mm,无搭接,扫描速度650mm/min ;清除干烧后的镀铬层；配制合金粉末，将粒度为150?325目的Stellitel粉末与粒度为150?325目的SiC粉末按比例混合，混合比例为=Stellitel粉末占总质量的97%，SiC粉末占总质量的的3% ;用机械式三维混粉器将上述合金粉末混合2小时，混合均匀；将去除镀铬层的气流计固定在大功率半导体激光加工机床上，通过卡盘带动旋转，采用重力方式送粉，粉层厚度为2.0_，利用大功率半导体激光器输出的高能量光束，扫描输送到位的合金粉末，半导体激光器功率P = 2750W、矩形光斑2.5X11.5mm、搭接率50%、扫描速度V = 630mm/min，使得合金粉末与气流计测试棒金属表面发生快速冶金反应，获得均匀的1.8mm厚耐高温冲刷磨损合金熔覆层；采用数控车床进行精加工，切削熔覆层0.3mm ;对修复后的气流计进行尺寸、表面质量和公差检验，合格后交付使用。
[0029]实施例6:
[0030]对磨损后的SiC粉体生产中的气流计进行清洗，去除表面杂质及油污等；检查气流计的磨损部位和磨损尺寸，确定气流计表面磨损量为1.4mm;采用激光干烧的方法去除气流计上的镀铬层，半导体激光器的工艺参数为:激光功率P = 1000W，矩形光斑2.5X 11.5mm,无搭接,扫描速度650mm/min ;清除干烧后的镀铬层；配制合金粉末，将粒度为150?325目的Stellitel粉末与粒度为150?325目的SiC粉末按比例混合，混合比例为=Stellitel粉末占总质量的97%，SiC粉末占总质量的的3% ;用机械式三维混粉器将上述合金粉末混合2小时，混合均匀；将去除镀铬层的气流计固定在大功率半导体激光加工机床上，通过卡盘带动旋转，采用重力方式送粉，粉层厚度为2.0_，利用大功率半导体激光器输出的高能量光束，扫描输送到位的合金粉末，半导体激光器功率P = 3000W、矩形光斑2.5X11.5mm、搭接率50%、扫描速度V = 650mm/min，使得合金粉末与气流计测试棒金属表面发生快速冶金反应，获得均匀的1.8mm厚耐高温冲刷磨损合金熔覆层；采用数控车床进行精加工，切削熔覆层0.4mm ;对修复后的气流计进行尺寸、表面质量和公差检验，合格后交付使用。
【权利要求】
1.一种气流计的修复方法，其特征在于: (1)对磨损后的气流计进行清洗，去除表面杂质及油污等； (2)检查气流计的磨损部位和磨损尺寸； (3)对气流计上的镀铬层，采用激光干烧的方法去除，半导体激光器的工艺参数为:激光功率P = 1000W，矩形光斑2.5X11.5_，无搭接，扫描速度650mm/min ； (4)清除干烧后的镀铬层； (5)配制合金粉末，将Stellitel粉末与SiC粉末按比例混合，混合比例为:Stellitel粉末占总质量的97?95%，SiC粉末占总质量的的3?5% ;用机械式三维混粉器将上述合金粉末混合2小时,混合均勻； (6)将去除镀铬层的气流计固定在大功率半导体激光加工机床上，通过卡盘带动旋转，采用重力方式送粉，粉层厚度为1.5?2mm，利用大功率半导体激光器输出的高能量光束，扫描输送到位的合金粉末，半导体激光器功率P = 2000?3000W、矩形光斑2.5X 11.5mm、搭接率50%、扫描速度V = 430?650mm/min，使得合金粉末与气流计测试棒金属表面发生快速冶金反应，获得均勻的1.3?1.8mm厚耐高温冲刷磨损合金熔覆层； (7)采用数控车床进行精加工，切削熔覆层0.3?0.5mm ; (8)对气流计进行尺寸、表面质量和公差检验，合格后交付使用。
2.根据权利要求1所述的一种气流计的修复方法，其特征在于:所述Stellitel粉末的粒度为150?325目，SiC粉末的粒度为150?325目。
【文档编号】C23C24/10GK104404507SQ201410645631
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】郭长永 申请人:北京中纬研科新材料有限公司