[發明專利]一種釬桿疲勞裂紋的修復方法

在審

• 申請號: 202010191313.5
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111349955A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 韓毅;張龍
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C25D5/18
• 分類號: C25D5/18;C25D3/12;C25D7/00;B23P6/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉瀟

本發明涉及釬鋼釬具技術領域，尤其涉及一種釬桿疲勞裂紋的修復方法。本發明提供的修復方法，通過電解可以清除裂紋表面氧化層，并在裂紋表面電鍍粘結層，以促進裂紋愈合；還可以通過對釬桿進行加熱處理，以形成溫度梯度分布，以引導脈沖電流進行層狀流動，從而實現在較低輸入功率下即可使裂紋周邊獲得較大熱效應，同時還可以去除應力；可保持釬桿靜止不動，即可完成所有處理，從而避免了其在不同工序間運轉時發生磕碰導致的損傷；可在保持釬桿原有微觀組織結構不變的前提下使其疲勞裂紋得到修復。

技術領域

本發明涉及釬鋼釬具技術領域，尤其涉及一種釬桿疲勞裂紋的修復方法。

背景技術

釬鋼釬具是各類采掘工程里鉆爆鑿巖作業必備的消耗性共聚，每年約有100億美元的國際市場。釬桿是釬具的核心部件，大多由于腐蝕疲勞斷裂而失效，使用壽命極低。目前，釬桿一旦出現疲勞裂紋，只能等斷裂之后更換新的釬桿繼續作業。因此，開發釬桿疲勞裂紋修復方法，對已使用一定時間的釬桿，進行疲勞裂紋修復處理后，再繼續使用，對提高其疲勞壽命具有重要意義。

中國專利CN110125611A提供了一種裂紋修復方法，在給導電構件通入脈沖電流前，并未清除裂紋表面的氧化層，使得裂紋愈合效果不足。該方法還要對裂紋施加外力作用，這雖然能夠促使裂紋可以更好的融合，但在外力寫在之后，會使構件內部形成殘余拉應力，導致裂紋容易開裂。中國專利CN102744551A提供的裂紋修復方法，通過脈沖電流僅能使裂紋止裂，后續還需要通過堆焊修復，才能夠使裂紋愈合。然而對于疲勞裂紋，通常尺寸較小，難以發現并確定其位置，更難以通過焊接的方式進行修補。中國專利CN104141101B提供的脈沖電流輔助金屬零構件進行均勻化熱處理的方法，對熱處理的溫度未作明確限制，可能會使金屬材料在熱處理過程中發生再結晶，而導致組織結構和性能的改變。因此，現有技術方案均無法直接應用到釬桿疲勞裂紋的修復工藝中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種釬桿疲勞裂紋的修復方法，所述修復方法可以清除裂紋表面的氧化層，并電鍍一層粘結層，以促使裂紋愈合，對釬桿進行加熱處理可以去除釬桿的應力；同時所述方法可以在保持釬桿原有微觀組織結構不變的前提下使其疲勞裂紋得到修復。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種釬桿疲勞裂紋的修復方法，包括以下步驟：

以釬桿為負極，鋁棒為正極，在電解液中進行電解，得到預處理后的釬桿；

以所述預處理后的釬桿為負極，以鎳棒為正極，在電鍍液中進行電鍍，得到電鍍有鎳層的釬桿；

將所述電鍍有鎳層的釬桿的兩端分別與脈沖電流電源的正極和負極連接，對所述電鍍有鎳層的釬桿外表面進行加熱，當所述電鍍有鎳層的釬桿的外表面溫度達到400℃時，通入脈沖電流，得到修復后的釬桿。

優選的，所述釬桿的裂紋≤5mm。

優選的，所述電解液的溶質包括NaOH、Na₂CO₃和Na₄SiO₃；

所述NaOH、Na₂CO₃和Na₄SiO₃的摩爾比為1:1:1；

所述NaOH在電解液中的濃度為(28～32)g/L。

優選的，所述電解的電壓為180～220V，所述電解的電流密度為80～120A/m²，所述電解的時間為1～5min。

優選的，所述電解完成后，還包括：采用鹽酸作為淋洗液，將電解后得到的釬桿進行淋洗；

所述鹽酸的質量濃度為30～40％。