一种立柱内孔的熔覆方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于激光熔覆方法技术领域，具体地说涉及一种立柱内孔的熔覆方法。
【背景技术】
[0002] 在工作环境的影响作用下，矿山重型装备普遍存在腐蚀、磨损等失效现象，如液压 支架立柱缸体等内孔部件，其内孔腐蚀、磨损等损伤会造成重大的安全隐患和财产损失。
[0003] 目前，对内孔类零件的表面修复工艺，主要有缩径法、焊补法、喷涂金属材料和镶 内衬套法，但上述工序繁杂、复费用大，并且存在修复后涂层与基体之间结合力不足、涂层 无法达到相应的厚度要求、内孔类零件经修复后无法达到工程领域的应用要求等缺点。
[0004] 国内激光技术发展迅猛，利用激光熔覆技术在构件的外表面形成熔覆层，既可以 提高构件的耐磨损、耐腐蚀性能，又可以对存在磨损、腐蚀的构件进行修复。但是，立柱内孔 的内部空间有限，现有的激光器和熔覆工艺不能实现对立柱内孔熔覆，阻碍了激光技术的 工业化应用。如何对立柱内孔进行激光熔覆，是一项值得研究的技术问题。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种有效地提高立柱内孔 的耐磨损性能，延长立柱的使用寿命，提高对立柱内孔进行激光熔覆的可操作性，适应企业 高科技、自动化发展需要的立柱内孔的熔覆方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] -种立柱内孔的熔覆方法，在待加工立柱的内孔熔覆合金粉末，得到熔覆层。
[0008] 进一步，所述熔覆层的熔覆方式为直铺熔覆，有效降低了轴类加工机床的能耗，降 低熔覆热量对待加工立柱的影响，采用周期性搭接，最终实现多道搭接，保证熔覆成形的均 匀性。
[0009] 进一步，所述待加工立柱的横截面为圆形或多边形。
[0010] 进一步，所述熔覆层的熔覆方法为：
[0011] (1)将所述待加工立柱固定在工装上，将激光头置于待加工立柱内部，并且激光头 在待加工立柱的主轴方向上进给运动，所述激光头上设置有除烟装置和送粉装置；
[0012] (2)采用同步送粉方式，所述激光头沿着待加工立柱的主轴方向自待加工立柱的 一端运动到另一端，完成一次进给运动；
[0013] (3)所述激光头沿着待加工立柱的主轴方向复位，进行下一次进给运动；
[0014](4)重复进行步骤（3)，在待加工立柱的内孔熔覆合金粉末，得到熔覆层。
[0015] 进一步，在所述熔覆过程中，对所述待加工立柱的外表面，同步进行散热处理，所 述散热处理的方法为：
[0016] 在所述待加工立柱的外表面设置冷气源，所述冷气源与激光头同步进给，对激光 头熔覆后的立柱进行降温，所述冷气源的压强为5-20bar，输出冷空气温度为0-8°C，进气 量为 0· 7-1. 2m3/min。
[0017] 进一步，所述待加工立柱的横截面为圆形时，其熔覆方法为：
[0018] (1)所述工装带动待加工立柱围绕待加工立柱的主轴旋转，在所述激光头沿待加 工立柱的主轴方向的一个进给运动中，激光头自所述待加工立柱内孔的一端熔覆到另一 端，得到第N道恪覆条；
[0019] (2)所述激光头沿待加工立柱的主轴方向复位，并在第N道熔覆条的侧面，自所述 待加工立柱的一端搭接熔覆到另一端，形成第N+1道熔覆条，且第N、N+1道熔覆条的搭接率 为 30% -50% ;
[0020] (3)重复进行步骤（2)，直至熔覆条将所述待加工立柱的内孔完全覆盖，得到熔覆 层。
[0021] 进一步，所述工装旋转与激光器的步距移动同步，且所述工装旋转幅度与激光器 的步距移动幅度相同。
[0022] 进一步，所述待加工立柱的横截面为多边形时，其熔覆方法为：
[0023] (1)在所述激光头沿待加工立柱的主轴方向的一个进给运动中，激光头自所述待 加工立柱内孔的一端熔覆到另一端，得到第N道熔覆条；
[0024] (2)所述激光头沿待加工立柱的主轴方向复位，并在第N道熔覆条的侧面，自所述 待加工立柱的一端搭接熔覆到另一端，形成第N+1道熔覆条，且第N、N+1道熔覆条的搭接 率为 30% -50% ;
[0025](3)重复进行步骤（2)，直至熔覆条将同一平面的内孔完全覆盖；
[0026] (4)所述工装带动待加工立柱旋转，促使激光头位于另一平面的内孔处；
[0027](5)重复进行步骤（1)-(4)，直至熔覆条将所述待加工立柱的内孔完全覆盖，得到 熔覆层。
[0028] 进一步，激光器的线速度为500-750mm/min，功率为7000-7500W，步距为激光光斑 直径的1/3-1/2,送粉速度为20-30g/min，载流气体量为8-15L/min，所述熔覆条的单边厚 度为l_2mm。
[0029] 进一步，所述合金粉末包括以下配方组份：
[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，促使合金粉末具有满足立柱内孔使用要求的耐磨及 耐蚀性能，且所述合金粉末中添加一定量的Mo,有助于提高熔覆层的延展性及韧性，同时， 促使熔覆层具有摩擦系数低的特点。
[0032] 本发明的有益效果是：
[0033] 1、本发明采用直铺熔覆方式，在待加工立柱内孔形成熔覆层，可以有效地提高立 柱内孔的耐磨损性能，延长立柱的使用寿命。
[0034] 2、本发明适用于各种横截面形状的待加工立柱，具有适用范围广的特点，显著提 高了对立柱内孔进行激光熔覆的可操作性。
[0035] 3、本发明采用直铺熔覆方式，同步进行散热和除烟操作，可以有效避免部分立柱 温度急剧升高，及时吸附熔覆过程中产生的烟雾，有助于提高熔覆层的质量，防止熔覆层开 裂和变形，成品率高，工作效率高。
[0036] 4、本发明对激光器和送粉器的各项参数进行优选设定，能够保证合金粉末与立柱 内孔形成有效的冶金结合，节省生产成本。
[0037] 5、本发明对合金粉末的配方和组份进行优选，促使熔覆层具有较好的延展性及韧 性，同时，有助于降低熔覆层的摩擦系数。
[0038] 6、本发明可以对工装旋转速度、激光头的进给频率进行编程，适应企业高科技、自 动化发展需要。
【附图说明】
[0039] 图1是本发明的直铺熔覆方式示意图；
[0040] 图2是本发明的试样的硬度梯度曲线图。
[0041] 其中，在图2中，横坐标代表检测点距熔覆层表面的距离，单位为mm，纵坐标代表 显微硬度值。
[0042] 附图中：待加工立柱1、第N道熔覆条2、第N+1道熔覆条3。
【具体实施方式】
[0043] 为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对 本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在 没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0044] 实施例一：
[0045] -种立柱内孔的熔覆方法，包括以下步骤：
[0046] (1)对待加工立柱1的内孔进行预处理，去除内孔表面的毛刺及锈迹，露出金属光 泽；
[0047] (2)将所述待加工立柱1固定在工装上，将激光头置于待加工立柱1内部，并且激 光头在待加工立柱1的主轴方向上进给运动，所述激光头上设置有除烟装置和送粉装置， 及时吸附熔覆过程中产生的烟雾；
[0048] (3)采用同步送粉方式，所述激光头沿着待加工立柱1的主轴方向自待加工立柱1 的一端运动到另一端，完成一次进给运动；
[0049] (4)所述激光头沿着待加工立柱1的主轴方向复位，进行下一次进给运动；
[0050] (5)重复进行步骤（4)，在待加工立柱1的内孔熔覆合金粉末，得到熔覆层。
[0051] 本实施例中，所述合金粉末包括以下配方组份：
[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横截面为圆形，其长度为2m，采用直铺熔覆方式，在其内孔熔覆 合金粉末的具体方法为：
[0054] (1)所述工装带动待加工立柱1围绕待加工立柱1的主轴旋转，在所述激光头沿待 加工立柱1的主轴方向的一个进给运动中，激光头自所述待加工立柱1内孔的一端熔覆到 另一端，得到第N道熔覆条2,其单边厚度为1mm;
[0055] (2)所述激光头沿待加工立柱1的主轴方向复位，并在第N道熔覆条2的侧面，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道熔覆条3,其单边厚度为1mm，且 第N、N+1道熔覆条的搭接率为30% ;
[0056](3)重复进行步骤（2)，直至熔覆条将所述待加工立柱1的内孔完全覆盖，得到熔 覆层；
[0057] (4)对恪覆层进行车削处理，车削单边厚度为0. 5mm，保留在所述待加工立柱1内 孔的熔覆层单层厚度为〇. 5mm。
[0058] 本实施例中，选用二氧化碳激光器产生矩形激光光斑，激光光斑尺寸为 15mm*2. 5mm，其线速度为500mm/min，功率为7000W，步距为5mm，送粉速度为20g/min，载流 气体量为8L/min，所述工装旋转与激光器的步距移动同步，且所述工装旋转幅度与激光器 的步距移动幅度相同。
[0059] 在所述熔覆过程中，在所述待加工立柱1的外表面设置冷气源，所述冷气源与激 光头同步进给，对激光头熔覆后的立柱进行降温，所述冷气源的压强为5bar，输出冷空气温 度为8°C，进气量为0. 7m3/min。
[0060] 实施例二：
[0061] 本实施例与实施例一相同的部分不再赘述，不同的是：
[0062] 所述合金粉末包括以下配方组份：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。
[