[發(fā)明專利]一種核二級泵軸套表面強(qiáng)化處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110302403.8
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN103028825A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王學(xué)軍;鄧德偉
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽透平機(jī)械股份有限公司
• 主分類號: B23K10/02
• 分類號: B23K10/02;B23K9/04;B23K35/30;B23K101/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;李穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于表面強(qiáng)化技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及的是一種核二級泵軸套表面強(qiáng)化處理方法。

背景技術(shù)

核泵是核電站中的重要設(shè)備之一，核主泵及其核二級泵在保證核電站的高效、安全運(yùn)行方面起著重要作用。核二級泵包括上充泵、安注泵及余熱排出泵等，各種動靜壓水潤滑軸套又是核泵中的關(guān)鍵部件。水潤滑軸套具有不燃燒，降低摩擦副的摩擦振動、噪聲和由摩擦引起的對軸套的磨損等優(yōu)點(diǎn)。由于其較為苛刻的工況條件，軸套的內(nèi)表面和軸套的外表面易受到摩擦、損傷，是一種典型的易耗損零件。因?yàn)樗疂櫥S套工作表面和心部在狀態(tài)、結(jié)構(gòu)和性能要求方面有較大的差別，而傳統(tǒng)的整體熱處理往往使二者不能兼顧，材料的潛力也得不到充分發(fā)揮。材料表面強(qiáng)化技術(shù)不僅可以較好地解決表面和心部在結(jié)構(gòu)和性能上的差異，而且還可以進(jìn)一步使表面獲得某些特殊的工作性能，以滿足在特定使用條件下對軸套表面性能的要求。

等離子弧堆焊技術(shù)具有電弧穩(wěn)定、溫度高、熱量集中、電弧可控性好、焊道成形好、熱影響區(qū)小、稀釋率低、生產(chǎn)效率高、工藝穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。所以可以通過選擇合適的堆焊合金材料(Ni、Fe等)，利用等離子弧堆焊技術(shù)在軸套的外表面堆焊一層強(qiáng)化合金層，進(jìn)而滿足特定使用條件下對其表面性能的要求。

目前在現(xiàn)有的技術(shù)中還沒有采用等離子弧堆焊技術(shù)強(qiáng)化軸套外表面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種核二級泵軸套表面強(qiáng)化處理方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種核二級泵軸套表面強(qiáng)化處理方法：在軸套外表面堆焊強(qiáng)化合金粉末Ni60合金層。

所述Ni60合金層厚度為0.5-3.5毫米。所述軸套表面強(qiáng)化方法為：首先進(jìn)行焊前熱處理，即強(qiáng)化合金粉末干燥處理和軸套焊前熱處理；其次進(jìn)行焊接；最后進(jìn)行焊后熱處理，即將軸套焊接件在20-40目的蛭石粉中緩冷至室溫。所述強(qiáng)化合金粉末干燥處理：焊前將Ni60合金粉末在200-250℃下保溫1-3小時后，緩冷至室溫。所述軸套焊前熱處理：將軸套在200-350℃下，保溫2-4小時，進(jìn)而減少內(nèi)部應(yīng)力，避免焊接過程中產(chǎn)生開裂。所述焊接參數(shù)為焊接電流160-190A、焊接電壓30-35V、送粉速度25-35g/min、焊接頻率20-30Hz、焊接速度30-50mm/min、擺動幅度27-35mm。

本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明利用了軸套基體不銹鋼較好的焊接性，將等離子弧堆焊技術(shù)用于軸套表面的強(qiáng)化，根據(jù)軸套實(shí)際的使用工況和要求，通過選擇合適的強(qiáng)化合金粉末和參數(shù)，等離子弧堆焊層和基體之間有很好的冶金結(jié)合，并且堆焊合金層具有較高硬度、耐磨性、耐腐蝕性，因而特別適合于核泵軸套的表面強(qiáng)化，另外選擇適當(dāng)?shù)暮附訁?shù)，堆焊層的厚度、性能、結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行變化，得到強(qiáng)化后的軸套材料具有良好的性能。

2.本發(fā)明采用單道連續(xù)自動焊接，直至焊滿整個軸套表面。并且焊道與焊道之間要連續(xù)，不能有縫隙和未搭接現(xiàn)象。在進(jìn)行前一道焊接時，相當(dāng)于對相鄰區(qū)域進(jìn)行熱處理，所以在焊接過程中需嚴(yán)格控制層間溫度不超過400℃。

3.力學(xué)性能高：本發(fā)明經(jīng)等離子弧堆焊技術(shù)強(qiáng)化后的軸套表面除了具有較高的硬度、耐磨性和耐腐蝕性能之外，還具有良好的高溫性能。同時軸套不銹鋼基體和強(qiáng)化堆焊層之間冶金結(jié)合良好，無未熔合、氣孔、夾渣等缺陷。另外軸套基體的稀釋率較低，變形較小，強(qiáng)化合金層組織致密均勻，性能穩(wěn)定。

4.生產(chǎn)效率高：本發(fā)明等離子弧堆焊技術(shù)的生產(chǎn)效率高，是傳統(tǒng)的手工堆焊技術(shù)的5倍，另外可以節(jié)省超過60％的合金用量。

5.本發(fā)明制造過程中機(jī)加工量大幅度較少：可以選擇合適的焊接參數(shù)獲得所需的堆焊層厚度，需要磨削加工的量減少，大大提高生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的核泵水潤滑軸套表面強(qiáng)化工藝流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的粉末等離子弧堆焊原理示意圖。

圖3本發(fā)明實(shí)施例提供的中軸套外表面焊接示意圖。

圖4本發(fā)明實(shí)施例提供的處理后軸套效果實(shí)驗(yàn)圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說明。