等離子高速熔覆機(jī)

鑒于目前液壓缸和支架恢復(fù)尺寸的傳統(tǒng)方法嚴(yán)重污染環(huán)境、國家下令整改的危機(jī)情況下，我們通過2年的時(shí)間不斷的和同行人員一起尋求新的解決工藝。我們嘗試過激光熔覆、超音速噴涂、環(huán)焊(TIG和MIG)、等離子熔覆，下面根據(jù)小編的經(jīng)驗(yàn)和大家分享一下不同的修復(fù)工藝。

如有不足之處請大家勿噴。

1 立柱中缸及活柱外表面修復(fù)的工藝方法：

激光熔覆： 與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結(jié)合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點(diǎn)，功率高。CO2激光器是目前輸出功率達(dá)到最高級區(qū)的激光器之一，其最大連續(xù)輸出功率可達(dá)幾十萬瓦，最高光電轉(zhuǎn)換率可達(dá)30%以上，價(jià)格在150萬以上的激光器速度非?？欤奢敵鲡犘喂獍?。堆焊出來的產(chǎn)品形成美觀、一致性好，表面平整，線能量熱輸入低，堆焊每平方米的時(shí)間只需要3小時(shí)即可完成。得到客戶的一直好評，但是不足之處是高昂的設(shè)備價(jià)格和后期使用的成本，堆焊支架的成本高達(dá)30元/平方分米，這種價(jià)格讓我們這種中小企業(yè)望而卻步。

超音速噴涂：超音速火焰是利用丙烷、丙烯等碳?xì)湎等細(xì)饣驓錃馀c高壓氧氣在燃燒室內(nèi)，或在特殊的噴嘴中燃燒產(chǎn)生的高溫、高速燃燒焰流，燃燒焰流速度可達(dá)五馬赫(1500m/s)以上，將粉末軸向送進(jìn)該火焰，可以將噴涂粒子加熱至熔化或半熔化狀態(tài)，并加速到高達(dá)300-500m/s。

超音速噴涂目前國內(nèi)售價(jià)大概在70萬以上，需要裝有隔音車間。超音速噴涂的速度非?？?，表面平整，適合噴焊厚度1-5絲的表面改性。對于操作人員要求較高。

環(huán)焊：我們采用TIG焊MIG焊兩種堆焊方法進(jìn)行試驗(yàn)，TIG焊采用雙槍自動(dòng)送絲，選用實(shí)芯，焊接參數(shù)：直徑105mm 長：870mm    單邊堆焊厚度：2mm  用時(shí)：1.5小時(shí)

堆焊出來的表面較平滑、無飛濺，和氣孔。硬度為32HRC

MIG：采用1.2mm藥芯焊絲，

焊接參數(shù)：直徑105mm   長：870mm    單邊堆焊厚度：2mm   用時(shí)：35min。

堆焊出來的表面有明顯高低差，飛濺和變形較嚴(yán)重，后期加工余量大。硬度為45HRC。

等離子熔覆：采用雙槍式快速擺動(dòng)堆焊工藝，等離子是一種能量束類堆焊方式。

堆焊參數(shù)：直徑105mm 長：870mm    單邊堆焊厚度：1mm  用時(shí)：40小分鐘

堆焊出來的表面平滑、成型美觀，和激光成型類似。硬度為：48HRC

1.1 工藝流程→終檢立柱內(nèi)孔及外表面修復(fù)工藝流程如下所示。

初檢/校直工件→退鍍車削→基體探傷→等離子熔覆→熔覆層車削→熔覆層磨削→熔覆層拋光→熔覆層探傷

1.2 工藝技術(shù)要求

立柱修復(fù)工藝技術(shù)要求如下：①對彎曲變形的立柱活柱必須進(jìn)行校正，校正后彎曲度小于2‰；②修復(fù)電鍍層、組合密封槽部位；③對立柱中缸、活柱外表面鍍鉻層車削后進(jìn)行熔覆 處理，達(dá)到無腐蝕點(diǎn)、無劃痕后進(jìn)行打磨和拋光處理；④熔覆表面硬度達(dá)到HRC48～HRC52(提供硬度檢測報(bào)告)；⑤熔覆加工后厚度單邊不低于0.3 mm；⑥熔覆后的表面尺寸必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；⑦熔覆層表面硬度應(yīng)均勻，不允許有硬刺、氣泡、脫皮、燒焦及其他缺陷，成品立柱一級中缸外表面、立柱活柱表面不得存在凹坑、凸起、點(diǎn)蝕等現(xiàn)象，要求成品尺寸偏差為Φdf9mm，表面粗糙度≤Ra0.4；⑧立柱中缸內(nèi)表面及缸口與導(dǎo)向套配合密封面處出現(xiàn)銹蝕麻坑等，與導(dǎo)向套配合螺紋倒扣無法使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)后保證在原圖紙缸口公差尺寸ΦDE8 mm范圍內(nèi)，處理的缸口及螺紋與缸體內(nèi)徑必須保證同軸度，同軸度不超過0.05 mm，修復(fù)后的缸體內(nèi)孔和缸口與導(dǎo)向套配合表面粗糙度≤Ra0.4 ，其余修復(fù)面粗糙度≤Ra0.8，硬度不低于HB220 (附檢測報(bào)告)；⑨修復(fù)時(shí)不得損壞立柱中缸底閥安裝孔和底閥定位槽，若損壞必須修復(fù)，孔修復(fù)面粗糙度≤Ra0.8；⑩底閥安裝孔和底閥定位槽保證同軸度，同軸度不超過0.1 mm；立柱修復(fù)參照執(zhí)行MT313-92《液壓支架立柱技術(shù)條件》；立柱維修質(zhì)量保證期2年，保證動(dòng)作不低于1萬次，熔覆層5年不得有脫落、氣泡、點(diǎn)蝕、凹坑。

2.2 熔覆材料

中缸外表面熔覆材料為一種馬氏體不銹鋼合金粉末，該合金粉末為水霧法生產(chǎn)的，其形狀以球形為主，表面光滑，化學(xué)成分均勻，熔點(diǎn)為1 070 ℃～1 090 ℃，流動(dòng)性為50 g/18 s松裝密度為4.5 g/cm3。不銹鋼合金粉末形貌如圖1所示，經(jīng)熔覆空冷后可直接得到馬氏體及少量奧氏體組織，硬度可達(dá)HRC48～HRC52，具有良好的耐腐蝕、耐磨損及較好的抗裂紋性。使用該合金粉末獲得的熔覆層硬度為HRC48～HRC52，耐磨性約為基材的3.5倍，中性鹽霧試驗(yàn)條件下開始生銹時(shí)間大于120 h(27SiMn開始生銹時(shí)間0.5 h)，其粉末化學(xué)成分如表1所示。

圖1 不銹鋼合金粉末形貌

表1 不銹鋼合金粉末化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))

2.3 熔覆設(shè)備

    DML-Y02堆焊系統(tǒng)是我公司自主研發(fā)的擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的金屬表面改性設(shè)備，該設(shè)備主要特點(diǎn)有：1、自動(dòng)化程度高，熔覆過程自動(dòng)化。2、配備弧壓跟蹤，焊槍可以跟蹤熔覆面的高低變化而自動(dòng)升高或者降低焊槍，從而熔覆效果受產(chǎn)品表面平整度影響小，熔覆質(zhì)量高。3、熔覆層呈冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高；4、熔覆速度快，低稀釋率5、可在銹蝕及油污的金屬零件表面不經(jīng)復(fù)雜的前處理工藝，直接進(jìn)行粉末等離子熔覆；低能耗、高效率、實(shí)用易操作，

維修維護(hù)方便；6、等離子弧溫度高、能量集中、工藝穩(wěn)定性好，外界因素干擾小，在工件上引起的殘余應(yīng)力和變形小。7、可控性好?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)參數(shù)控制調(diào)出最佳熔覆層。

參數(shù)：

2.5 立柱中缸修復(fù)工藝流程

(1) 中缸內(nèi)外表面清洗檢查。修復(fù)前首先清洗并檢查中缸內(nèi)外表面的銹蝕程度及缸體的變形程度，以確定是否適于修復(fù)。內(nèi)表面發(fā)現(xiàn)有深度大于3 mm的銹蝕點(diǎn)時(shí)，使用氣體保護(hù)焊進(jìn)行修補(bǔ)。

表5 中缸內(nèi)表面激光熔覆技術(shù)參數(shù)

(2) 車除外表面銹蝕層。以內(nèi)表面為定位基準(zhǔn)，車除外表面銹蝕層，車削厚度0.5 mm～0.6 mm，即車削后直徑小于原設(shè)計(jì)尺寸1.0 mm～1.2 mm。

(3) 外表面激光熔覆。要求激光熔覆層表面平整均勻，熔覆層單邊高度差不大于0.2 mm，熔覆層厚度在1.4 mm～1.7 mm。

(4) 外表面車削及缸口螺紋加工。外表面經(jīng)過粗車精車后，保留0.1 mm的加工余量，即精車后直徑大于原設(shè)計(jì)尺寸0.2 mm。精車完成后，按原設(shè)計(jì)要求加工出缸口螺紋。

(5) 外表面拋光及內(nèi)表面珩磨。使用外圓拋光機(jī)對外表面進(jìn)行拋光，拋光至設(shè)計(jì)要求尺寸，且粗糙度≤Ra0.1。使用深孔珩磨機(jī)對內(nèi)表面進(jìn)行珩磨，珩磨至設(shè)計(jì)要求尺寸，且粗糙度≤Ra0.4。

3 立柱修復(fù)質(zhì)量指標(biāo)

①修復(fù)后外表面硬度達(dá)HRC45～HRC52，熔覆層剩余厚度不低于0.4 mm，粗糙度≤Ra0.1

②修復(fù)后外表面直徑尺寸達(dá)到原設(shè)計(jì)要求；③修復(fù)部位沒有氣孔、裂紋、夾渣等缺陷。

4 結(jié)語

液壓支架立柱內(nèi)外表面的磨損是其主要的故障之一，通過對立柱內(nèi)外表面激光熔覆修復(fù)工藝流程的說明和對熔覆設(shè)備及材料的選擇，詳細(xì)分析了立柱激光熔覆修復(fù)工藝，并提出了立柱修復(fù)質(zhì)量指標(biāo)，對液壓支架的管理和維護(hù)有著重要意義。