[發(fā)明專利]激光強(qiáng)化軸類件的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010218099.4
• 申請日: 2010-07-06
• 公開（公告）號: CN101974748A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李希勇;李倫實(shí);周峰;杜柏奇;楊慶東
• 申請（專利權(quán)）人: 山東建能大族激光再制造技術(shù)有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;B23K26/34
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 李桂存

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激光強(qiáng)化軸類件的方法，用于提高機(jī)械設(shè)備及電機(jī)使用的軸類件的性能，屬于激光熔覆技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

軸是支承轉(zhuǎn)動零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。根據(jù)軸線形狀的不同，軸可以分為曲軸和直軸兩類。根據(jù)軸的承載情況，又可分為：①轉(zhuǎn)軸，工作時(shí)既承受彎矩又承受扭矩，是機(jī)械中最常見的軸，如各種減速器中的軸等。②心軸，用來支承轉(zhuǎn)動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉(zhuǎn)動，如鐵路車輛的軸等，有些心軸則不轉(zhuǎn)動，如支承滑輪的軸等。③傳動軸，主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩，如起重機(jī)移動機(jī)構(gòu)中的長光軸、汽車的驅(qū)動軸等。軸的材料主要采用碳素鋼或合金鋼。軸的工作能力一般取決于強(qiáng)度和剛度，轉(zhuǎn)速高時(shí)還取決于振動穩(wěn)定性。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件就裝在軸上。在機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件與軸長期相互作用相互摩擦，使軸頸磨損直徑變小，導(dǎo)致軸無法和機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件配合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種激光強(qiáng)化軸類件的方法，能夠提高其性能，延緩磨損速度，延長軸的使用壽命。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明公開了一種激光強(qiáng)化軸類件的方法，包括以下步驟：

1)利用現(xiàn)有方法加工出軸類件，軸類件直徑比設(shè)計(jì)值減少1.5-1.8mm；

2)將上述加工的軸類件安裝在激光熔覆機(jī)的卡盤上，激光輸出功率為6.8kw，激光束為15*2.5寬帶矩形光斑，掃描速度為480-600mm/min，送粉率為18g/min，將金屬粉末熔覆到軸頸上；選用的金屬粉末材料的重量百分比為：95.95％Fe、0.31％C、1.35％Si、0.97％Mn、1.26％Cr、0.061％Ni、0.14％Cu、0.074％Ti、0.01％S和0.005％P。

本發(fā)明還公開了一種激光強(qiáng)化軸類件的方法，包括以下步驟：

1)利用現(xiàn)有方法加工出軸類件，軸類件直徑比設(shè)計(jì)值減少2.5-3.5mm；

2)對軸類件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱到溫度200-300℃。

2)將上述加工的軸類件安裝在激光熔覆機(jī)的卡盤上，激光輸出功率為6.8kw，激光束為15*2.5寬帶矩形光斑，掃描速度為480-600mm/min，送粉率為18g/min，將金屬粉末熔覆到軸頸上，形成2層激光強(qiáng)化層；所述激光強(qiáng)化層包括置于軸頸表面的底層和位于底層上面的表面層；

底層選用的金屬粉末材料的重量百分比為：0.25％C、1.0％Si、0.5％Mn、1.5％Cr、0.080％Ni、0.2％Cu、0.1％Ti、0.05％S、0.005％P、余量為Fe；

面層選用的冶金粉末材料的重量百分比為：0.31％C、1.35％Si、0.97％Mn、1.26％Cr、0.061％Ni、0.14％Cu、0.074％Ti、0.01％S、0.005％P、5％W、余量為Fe；

(3)熔覆后，在400-500℃真空熱處理爐中進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間為2-3小時(shí)；

(4)將軸類件經(jīng)車削和磨削處理至設(shè)計(jì)尺寸。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明利用激光束能量高度集中、方向高度集中的特性，在大氣環(huán)境下進(jìn)行無污染操作，在廉價(jià)金屬材料表面形成一層硬度高、無裂紋，且與基體呈冶金結(jié)合的激光強(qiáng)化層，將金屬良好的堅(jiān)韌性和涂層材料的高硬度、高化學(xué)穩(wěn)定性、高耐磨性結(jié)合起來，創(chuàng)新了高性能涂層的生產(chǎn)工藝；通過檢測可以看出：耐磨層厚度均勻，硬度分布梯次均勻，說明所選擇的工藝穩(wěn)定、可行，激光熔覆后的軸類件，洛氏硬度可以達(dá)到為HRC35以上；本發(fā)明另一方案采用多層熔覆技術(shù)，底層的合金粉末與基體粘接性能好，避免了激光強(qiáng)化層與基層的開裂現(xiàn)象，延長了使用壽命；面層具有更好的耐磨性能、更好的防腐性能，以進(jìn)一步優(yōu)化了軸的性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種激光強(qiáng)化軸類件的方法，包括以下步驟：

1)利用現(xiàn)有方法加工出軸類件，軸類件直徑比設(shè)計(jì)值減少1.5-1.8mm；

2)將上述加工的軸類件安裝在激光熔覆機(jī)的卡盤上，激光輸出功率為6.8kw，激光束為15*2.5寬帶矩形光斑，掃描速度為480-600mm/min，送粉率為18g/min，將金屬粉末熔覆到軸頸上；選用的金屬粉末材料的重量百分比為：95.95％Fe、0.31％C、1.35％Si、0.97％Mn、1.26％Cr、0.061％Ni、0.14％Cu、0.074％Ti、0.01％S和0.005％P。