[發明專利]一種齒輪熱處理穿透性裂紋激光修復工藝

在審

• 申請號: 202110572381.0
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113337813A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 何建方;劉少彬;馬萬花;劉漢杰;高龍;信成飛
• 申請（專利權）人: 丹陽宏圖激光科技有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C19/05;C22C38/02;C22C38/32;C22C38/22;C21D7/02;C22F1/10;C23F17/00;G01N21/91;G01N27/84
• 代理公司: 常州萬為知識產權代理事務所(普通合伙) 32441
• 代理人: 袁程斌

本發明涉及一種齒輪熱處理穿透性裂紋激光修復工藝，利用激光熔敷對重型齒輪進行修復，具有光束加熱速度快，熱量集中，熱影響區小，應力小等特點，采用激光修復不會增加對本體過熱及過大的熱影響導致的應力；獲得的重型齒輪其修復部位的硬度不低于本體硬度；采用V型坡口添加打底材料或表面熔覆材料，熔覆后易于結合，連接牢固；對于打底材料每做完一層要用圓頭錘及頭部R5的斬子對粉層去應力擊打，有效去除層間熔覆應力；多層熔覆時每層起頭及收尾不允許重復在同一部位，有效避免應力集中；修復前和修復后，反復采用PT和MT探傷進行裂紋確認，確保熔覆質量。

技術領域

本發明涉及激光焊接工藝技術領域，特別是一種齒輪熱處理穿透性裂紋激光修復工藝。

背景技術

重型齒輪通常采用中碳鋼或滲碳鋼制造，為了提高齒輪的使用強度及使用壽命，常用的工藝是感應熱處理工藝或者滲碳淬火的工藝對齒面進行淬火強化，但在一些感應設備的設計或參數控制不當時，會使齒輪出現表面應力淺裂紋，嚴重時出現穿透性裂紋。如果采用普通修復工藝會有熱量輸入高導致熱影響區過大，應力過大，增加變形，并且過熱導致的組織晶粒粗大也會對周圍及齒輪整體組織性能產生影響，增加再次裂紋的風險。同時普通修復工藝很難做到符合淬火硬度要求的技術效果。設計一種可以避免齒輪變形，并且熔覆層硬度滿足要求的齒輪熱處理穿透性裂紋激光修復工藝，是本領域技術人員急需解決的技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可以避免齒輪變形，并且熔覆層硬度滿足要求的齒輪熱處理穿透性裂紋激光修復工藝。

為解決上述技術問題，本發明提供的齒輪熱處理穿透性裂紋激光修復工藝，包括如下步驟：

A、對重型齒輪表面進行清洗，并進行PT及MT探傷，以確定裂紋部位；

B、清除已探明的裂紋，并采用PT及MT進行再次探傷以確保裂紋被清除，將裂紋凹陷加工至V型120°坡口；

C、對重型齒輪進行預熱，預熱溫度控制在150-180℃；對于裂紋深度大于2mm的凹坑需進行打底，打底材料選用鎳基合金；表面采用不銹鋼高硬合金粉熔覆，以保證獲得同淬火層厚度一致的硬度和優于淬火性能的耐磨層；

D、進行激光熔覆，其工藝參數如下：功率為1.8～2.2kw；掃描速度為600～800mm/min；焦高為320mm，送粉速率為：3.2～3.8r/min；保護氣速度為：5L/min；送粉氣速度為：15L/min；使得熔覆部位尺寸高于本體；

E、對熔覆部位進行PT及MT探傷，確保熔覆部位沒有裂紋；

F、對熔覆部位進行加工使得熔覆部位的尺寸恢復至成品尺寸；對加工后的熔覆部位進行PT及MT探傷，并檢測硬度，確保檢測結果符合要求。

進一步，所述步驟C中，激光熔覆打底材料鎳基合金的成分為：C≤0.05%，Si2.6-3.5%，B1.0-1.5%，Cr≤ 8%，余量為Ni和不可避免的雜質；

進一步，所述步驟C中，不銹鋼高硬合金粉的材料成分為C≤0.15%，Cr12.5-14.5%，Si0.5-1.5%，B1.3-1.8%，Mo0.5-1.5%，余量為Fe和不可避免的雜質。

進一步，所述步驟C中，對于裂紋深度大于2mm的凹坑行打底時，每做完一層打底材料要用圓頭錘及頭部R5的斬子對粉層去應力擊打，去除層間熔覆應力。

進一步，所述步驟C中，打底材料進行多層熔覆時每層起頭及收尾不允許重復在同一部位，避免應力集中。