[發明專利]一種軸類零件變頻感應梯度熔覆的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110505888.4
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113106447B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 石永軍;李英;莊超;馮興騰;彭來達
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種軸類零件變頻感應梯度熔覆的裝置及方法，該裝置包括：工作臺、導軌、電機控制柜、卡盤底座、三爪卡盤、頂針、頂針底座、感應線圈、感應線圈移動平臺、變頻電源控制柜、變頻電源。變頻電源給變頻電源控制柜供電，變頻電源控制柜控制感應線圈，感應線圈移動平臺可使感應線圈沿著零件的軸向移動，軸類零件上預置不同涂層材料，變頻電源控制柜控制感應線圈在工件不同部位輸入不同的能量。提出一種全新的變頻感應熔覆方法，裝置簡單，制造過程易控制，適用于大批量生產；采用梯度熔覆，滿足零件不同部位的性能要求；采用本方法既可用于軸類新零件的梯度熔覆，也可用于軸類零件的修復再制造，應用價值廣闊。

技術領域

本發明屬于表面處理技術領域，具體涉及一種軸類零件變頻感應梯度熔覆的裝置及方法。

背景技術

軸類零件在汽車、航天航空、石油鉆采等行業應用十分廣泛，軸類零件的磨損、疲勞、腐蝕是零件破環和失效的主要形式，并且同一根軸工作環境也會不相同，失效形式也不相同，因此需軸類零件表面進行梯度改性處理。表面改性是一種金屬材料的表面處理技術，感應熔覆作為一種工程材料表面改性技術，近幾年來得廣泛的發展，目前感應熔覆裝置和方法有工頻感應熔覆、中頻感應熔覆、超音頻感應熔覆、高頻感應熔覆，對零件處理時都是單一的熔覆，不能滿足在同一根軸上進行梯度熔覆來達到不同性能要求。

發明內容

本發明旨在解決上述問題，提供一種軸類零件變頻感應梯度熔覆的裝置及方法，變頻電源為變頻電源控制柜供電，變頻電源控制柜控制感應線圈加熱功率和加熱時間，感應線圈在接通變頻電源后，產生交變磁場，處于交變磁場中的工件產生交變電流，該交變電流使工件發熱，熔化預置的涂層材料和工件表面，二者產生冶金結合，可根據需要在軸的不同部位預置不同的涂層材料，以獲得不同性能梯度的零件。

本發明提供一種軸類零件變頻感應梯度熔覆的裝置，包括：工作臺、導軌、電機控制柜、卡盤底座、三爪卡盤、頂針、頂針底座、感應線圈、感應線圈移動平臺、變頻電源控制柜、變頻電源。所述工作臺上表面固接三個導軌，所述頂針底座與感應線圈移動平臺可在導軌上移動，所述感應線圈纏繞在管件外部，所述三爪卡盤與卡盤支座固接，所述電機控制柜與三爪卡盤相連，所述感應線圈與變頻電源控制柜相連，所述變頻電源控制柜與變頻電源相連。

進一步限定，所述工作臺包含電機控制柜，電機控制柜內置電機。

進一步限定，所述感應線圈移動平臺包含步進電機及其控制器。

進一步限定，所述頂針底座包含控制頂針底座移動的手柄。

進一步限定，所述變頻電源和變頻電源控制柜可使感應線圈為工頻感應熔覆、中頻感應熔覆、超音頻感應熔覆、高頻感應熔覆。

進一步限定，所述感應線圈沿軸類零件軸向移動，對零件不同部位輸入不同能量。

本發明提供一種軸類零件變頻感應梯度熔覆的方法，包括以下步驟：

(1)對軸類零件外壁進行清理；

(2)根據性能要求在零件不同部位預置相應的涂層材料；

(3)通過轉動手柄調整頂針位置，對零件進行夾裝；

(4)完成夾裝后，移動感應線圈移動平臺，讓感應線圈的右端與三轉卡盤的左側平齊，并啟動電機控制柜讓三抓卡盤帶著零件一起轉動，同時開啟變頻電源控制柜與變頻電源，根據涂層材料的不同設置不同的加熱功率和加熱時間，同時感應線圈移動平臺帶動感應線圈沿著零件軸向移動，移動速度與涂層材料和涂層厚度有關；

(5)熔覆結束后，關閉裝置，取下零件，在空氣中冷卻至室溫，完成軸類零件的變頻感應梯度熔覆。