[發(fā)明專利]一種螺桿的激光熱熔覆工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510236065.0
• 申請(qǐng)日: 2015-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN104831273A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程敬卿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蕪湖鼎恒材料技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10;C22C19/03;C22C32/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及螺桿的再制造技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種螺桿的激光熱熔覆工藝。

背景技術(shù)

外表面切有螺旋槽的圓柱或者切有錐面螺旋槽的圓錐稱為螺桿，多用于塑料成型設(shè)備，如塑料型材擠出機(jī)，注塑機(jī)等。螺桿和機(jī)筒是塑料成型設(shè)備的核心部件，是加熱擠出塑化的部分，是塑料機(jī)械的核心。

螺桿廣泛應(yīng)用于加工中心，CNC機(jī)器，數(shù)控車床，注塑機(jī)，線切割，磨床，銑床，慢走絲，快走絲，PCB鉆孔機(jī)，精雕機(jī)，雕銑機(jī)，火花放電機(jī)，咬齒機(jī)，刨床，大型立車龍門銑等。對(duì)于注塑機(jī)上的螺桿，在使用過(guò)程中磨損較為嚴(yán)重，磨損原因主要如下：

(1)每種塑料都有一個(gè)理想塑化的加工溫度范圍，應(yīng)該控制料筒加工溫度，使之接近這個(gè)溫度范圍，粒狀塑料從料斗進(jìn)入料筒，首先會(huì)到達(dá)加料段，在加料段必然會(huì)出現(xiàn)干性磨擦，當(dāng)這些塑料受熱不足，熔融不均時(shí)，很易造成料筒內(nèi)壁及螺桿表面磨損增大，同樣，在壓縮段和均化段，如果塑料的熔融狀態(tài)紊亂不均，也會(huì)造成磨損增快；

(2)由于部分塑料加有強(qiáng)化劑，如玻璃纖維、礦物質(zhì)或其他填充料。這些物質(zhì)對(duì)金屬材質(zhì)的磨擦力往往比熔融塑料的大得多，在注塑這些塑料時(shí)，如果用高的轉(zhuǎn)速成，則在提高對(duì)塑料的剪切力的同時(shí)，亦將令強(qiáng)化相應(yīng)地產(chǎn)生更多被撕碎的纖維，被撕碎的纖維含有鋒利末端，令磨損力大為增加，無(wú)機(jī)礦物質(zhì)在金屬表面高速滑行時(shí)，其刮削作用也不小，所以轉(zhuǎn)速不宜調(diào)得太高。

(3)螺桿在機(jī)筒內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，物料與二者的摩擦，使螺桿與機(jī)筒的工作表面逐漸磨損：螺桿直徑逐漸縮小，機(jī)筒的內(nèi)孔直徑逐漸加大，這樣，螺桿與機(jī)筒的配合直徑間隙，隨著二者的逐漸磨損而一點(diǎn)點(diǎn)加大，可是，由于機(jī)筒前面機(jī)頭和分流板的阻力沒(méi)有改變，這就增加了被擠塑物料前進(jìn)時(shí)的漏流量，即物料從直徑間隙處向進(jìn)料方向流動(dòng)量增加，結(jié)果使塑膠機(jī)械生產(chǎn)量下降，這種現(xiàn)象又使物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間增加，造成物料分解，如果是聚氯乙烯，分解產(chǎn)生的氯化氫氣體加強(qiáng)了對(duì)螺桿和機(jī)筒的腐蝕。

(4)物料中如有碳酸鈣和玻璃纖維等填充料，能加快螺桿和機(jī)筒的磨損。

(5)由于物料沒(méi)有塑化均勻，或是有金屬異物混入料中，使螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩力突然增加，這種扭矩超出螺桿的強(qiáng)度極限，使螺桿扭斷，這是一種非常規(guī)事故損壞。

螺桿一旦出現(xiàn)磨損，將會(huì)影響生產(chǎn)加工的質(zhì)量，因此，迫切需求一種能夠增強(qiáng)螺桿耐磨性和延長(zhǎng)使用壽命的工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種螺桿的激光熱熔覆工藝，一方面對(duì)螺桿進(jìn)行修復(fù)，另一方面延長(zhǎng)了螺桿的使用壽命，降低了使用和維護(hù)的成本。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種螺桿的激光熱熔覆工藝，包括以下工藝步驟：

(1)清理螺桿表面的銹跡以及油污，并利用高壓水射流對(duì)螺桿螺旋槽內(nèi)的污漬進(jìn)行清理；

(2)將螺桿的螺距、公稱直徑、螺紋數(shù)和導(dǎo)程輸入到自動(dòng)控制系統(tǒng)中；

(3)利用三維掃描成形儀對(duì)螺桿進(jìn)行掃描，形成三維數(shù)據(jù)輸入到自動(dòng)控制系統(tǒng)中；

(4)自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)步驟(2)和步驟(3)中的數(shù)據(jù)差值形成控制指令，其中自動(dòng)控制系統(tǒng)由PC機(jī)與PLC組合而成，三維掃描成形儀的掃描后的三維數(shù)據(jù)進(jìn)入PC機(jī)后，由PC機(jī)形成仿實(shí)物三維數(shù)模，同時(shí)將步驟(2)中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，形成模擬未磨損三維數(shù)模，數(shù)據(jù)對(duì)比后形成差值信號(hào)，且差值即為磨損量，從而在PLC中形成數(shù)據(jù)反饋，根據(jù)差值反饋進(jìn)行編程；

(5)打開送粉器，向螺桿表面輸送Ni45-WC納米材料，同時(shí)，打開激光器，利用步驟(4)中自動(dòng)控制系統(tǒng)形成的控制指令控制激光器和送粉量，將Ni45-WC納米材料熔覆在螺桿表面，形成熔覆層；

(6)整修：對(duì)螺桿表面進(jìn)行整修，以符合裝配使用的需求。

本發(fā)明采用上述工藝步驟，利用激光技術(shù)與納米技術(shù)相結(jié)合，并在自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制下，使送粉器沿著預(yù)定的軌跡送粉，同時(shí)激光器尾隨著送粉器運(yùn)行，將送出的Ni45-WC納米材料熔覆在螺桿的表面，最終形成熔覆層。

所述Ni45-WC納米材料包括以下質(zhì)量百分比的組分：Ni45占61％，WC占27％，剛玉占9.5％，組合元素占2.5％。

所述組合元素包括C、Cr、Si、B、Fe，所述C、Cr、Si、B、Fe按照2︰1.5︰1.2︰1︰4的比例混合，先是61％的Ni45、27％的WC、9.5％的剛玉采用溫式粉碎法制得納米球，再采用活性劑保護(hù)法與組合元素混合均勻。