[發(fā)明專(zhuān)利]礦車(chē)輪對(duì)的激光再制造及強(qiáng)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510213639.2
• 申請(qǐng)日: 2015-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104878380B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安志飛;李永波;蘆強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 遼寧思達(dá)思克控股有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C24/10
• 分類(lèi)號(hào): C23C24/10;C22C19/05;C22C38/38;C21D10/00;C23F17/00
• 代理公司: 鞍山貝爾專(zhuān)利代理有限公司21223
• 代理人: 李玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光加工技術(shù)，特別是一種礦車(chē)輪對(duì)的激光再制造及強(qiáng)化方法。

背景技術(shù)

礦車(chē)輪對(duì)是礦用軌道運(yùn)輸車(chē)的主要部件，長(zhǎng)期工作于高沖擊載荷、交變載荷和潮濕以及酸堿環(huán)境下，通過(guò)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)礦車(chē)輪對(duì)的失效形式主要為產(chǎn)生應(yīng)力裂紋、磨損或腐蝕導(dǎo)致失效。目前，礦車(chē)輪對(duì)使用壽命一般在3500-4000公里左右，如一些高硫礦因腐蝕性物質(zhì)存在，其壽命更低，使用后基本作報(bào)廢處理。以鞍鋼大孤山鐵礦舉例，礦車(chē)輪對(duì)新品采購(gòu)價(jià)格為12000-13000元/件，使用壽命約為3500-4000公里，折合運(yùn)行時(shí)間僅1-2個(gè)月左右。且礦車(chē)自重近10噸，在井下作業(yè)時(shí)更換礦車(chē)輪對(duì)程序相當(dāng)繁瑣，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，增加了采礦成本。因此，針對(duì)于礦車(chē)輪對(duì)的一種有效的再制造及強(qiáng)化方法，是當(dāng)前亟待解決的課題。

目前，關(guān)于利用激光熔覆工藝再制造工件的專(zhuān)利和報(bào)道很多，現(xiàn)舉例如下：

1、CN102615431A公開(kāi)了一種灰鑄鐵缸蓋自動(dòng)化激光熔覆再制造方法，其特點(diǎn)在于：步驟1)、配制灰鑄鐵激光熔覆修復(fù)材料；步驟2)、對(duì)灰鑄鐵缸蓋上的“鼻裂”裂紋的深度做無(wú)損檢測(cè)；步驟3)、對(duì)灰鑄鐵缸蓋上的“鼻裂”部位做修復(fù)前的預(yù)處理，在所述預(yù)處理中，根據(jù)步驟2)得到的裂紋深度檢測(cè)結(jié)果去除“鼻裂”部位的裂紋，形成一坡口，然后利用角砂輪打磨坡口周?chē)敝谅冻鲂迈r金屬表面，用丙酮溶液清洗坡口及其周?chē)砻妫徊襟E4)、通過(guò)激光熔覆對(duì)所述灰鑄鐵缸蓋上的“鼻裂”部位做仿形修復(fù)；該步驟包括：步驟4.1)、在所述灰鑄鐵缸蓋上的所述坡口處做單道單層熔覆；步驟4.2)、在所述灰鑄鐵缸蓋上的所述坡口處形成中間緩沖層；步驟4.3)、在步驟4.2)所生成的中間緩沖層的基礎(chǔ)上，做多層堆積仿形修復(fù)；步驟5)、對(duì)修復(fù)部位去除應(yīng)力。

2、CN 1932082公開(kāi)了一種在結(jié)晶器表面激光快速熔覆制備耐磨抗熱復(fù)合熔覆層工藝，其特點(diǎn)在于利用高功率激光器，通過(guò)激光快速掃描在結(jié)晶器銅板表面熔覆與基體成冶金結(jié)合的良好的韌性打底過(guò)渡層，并通過(guò)激光寬帶熔覆在打底合金表面制備耐磨及抗熱性能優(yōu)良的鈷基合金。

3、CN101338427公開(kāi)了一種液壓支架立柱缸筒、活塞桿耐磨抗蝕熔覆層的激光熔覆工藝，其包括以下工藝過(guò)程：首先對(duì)立柱缸筒、活塞桿表面預(yù)處理；然后合金粉末的選擇和自動(dòng)送粉裝置的調(diào)節(jié)：選用具有優(yōu)良耐磨抗蝕性能且與基體冶金相容性良好的鐵基合金粉末，鐵基合金粉末的成分中主要含有Fe、C、Cr、Ni、Mo、Si、N、Nb、Ta、B；調(diào)節(jié)自動(dòng)送粉裝置時(shí)，使自動(dòng)送粉頭出來(lái)的合金粉末正好落在激光熔池內(nèi)，調(diào)節(jié)送粉量，使合金粉末熔覆層的厚度達(dá)到0.6-1.2mm。

4、CN 103320787A公開(kāi)了一種失效棒材滾動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)再制造修復(fù)方法，包括：步驟1）、選取涂層材料；步驟2）、根據(jù)激光熔覆功率大小、光斑大小、掃描速度和搭接量，選擇激光熔覆工藝參數(shù)；步驟3）、采用步驟1）中所選用的涂層材料，按照步驟2）所確定的激光熔覆工藝參數(shù)，采用激光熔覆再制造技術(shù)對(duì)棒材滾動(dòng)式導(dǎo)衛(wèi)的修復(fù)面進(jìn)行修復(fù)。

綜上所述，基于激光熔覆工藝的工件再制造修復(fù)方法很多，在一定程度上解決了部分工件的使用壽命短的問(wèn)題，但經(jīng)本申請(qǐng)人檢索查證，由于工件本身特性不同、工作環(huán)境不同、受損情況不同等原因，目前還沒(méi)有適用于礦車(chē)輪對(duì)的激光熔覆再制造及強(qiáng)化方法，這也是本申請(qǐng)中著力解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種延長(zhǎng)礦車(chē)輪對(duì)使用壽命、減小礦車(chē)輪對(duì)更換頻率的礦車(chē)輪對(duì)的激光再制造及強(qiáng)化方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種礦車(chē)輪對(duì)的激光再制造及強(qiáng)化方法，包括對(duì)受損礦車(chē)輪對(duì)進(jìn)行探傷測(cè)量、根據(jù)探傷結(jié)果去除受損層、采用激光熔覆方式在礦車(chē)輪對(duì)基體上熔覆中間緩沖層進(jìn)行尺寸恢復(fù)、在中間緩沖層上部熔覆強(qiáng)化層及后續(xù)表面處理，其特征在于：

激光熔覆中間緩沖層時(shí)采用鎳基合金粉末，該粉末化學(xué)成分重量百分比為：碳0.33-0.50%、硅0.32-3.8%、鉻0.65-7.5%、鐵0.25-3.5%、硼0.10-1.5%，釩0.10-0.2%，其余為鎳及不可避免的雜質(zhì)，恢復(fù)后的礦車(chē)輪對(duì)外徑尺寸較新品小1.8-2.2mm；

激光熔覆強(qiáng)化層時(shí)采用鐵基合金粉末，該粉末化學(xué)成分重量百分比為：碳0.10-1.5%、硅0.22-2.8%、鉻4.5-6.0%、鉬4.5-5.0%、硼1.5-2.0%、錳3.0-3.5%、釩2.0-2.5%、鎢6.5-7.5%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)，所述強(qiáng)化層厚度為2.5-3.0mm。