一种矿山机械液压缸外圆表面再制造的方法技术

本发明专利技术公开了一种矿山机械液压缸外圆表面再制造的方法，该方法包括：(1)采用喷砂装置对废旧矿山机械液压缸外圆表面进行粗化处理；(2)采用超音速等离子喷涂在粗化后的废旧矿山机械液压缸外圆表面制备涂层，所述涂层的厚度为0.3-1.5mm；(3)采用激光熔覆对所述涂层进行熔覆，形成熔覆层；(4)对所述熔覆层表面进行磨削，使得所得到的矿山机械液压缸外圆表面满足设计尺寸。本发明专利技术不但提供了一种矿山机械液压缸外圆表面的再制造方法，再制造产品达到新品性能，而且能够克服现有表面强化技术的缺陷，具有快速、高效和节约材料的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种矿山机械液压缸外圆表面再制造的方法。
技术介绍
根据调研及企业反馈的相关信息，由于煤矿井中的工作环境非常恶劣，存在有大量的SO2、H2S、Cl-、SO42-等腐蚀介质，环境相对湿度一般在75％左右，而且，煤矿井下强制通风，氧含量充足，极易导致液压缸外圆表面腐蚀及磨损。另外，煤矿井下煤层结构复杂，液压支架偏载受力、周期受载、炮采或断层等恶劣工况时有发生，这也会给液压缸带来破坏性影响，最终导致液压支架失效。失效液压缸若直接废弃将造成严重的材料浪费，利用再制造技术可将失效的液压缸转废为宝，再制造后的液压缸的性能能够达到甚至超过新液压缸的性能，实现了材料的绿色利用。常见的再制造技术有热喷涂和熔覆等，采用热喷涂技术对受损的液压缸外圆表面进行再制造，其结合强度一般较低。由于矿井内常有煤屑飞溅等对液压缸外表面进行冲击，喷涂层很容易在此环境下剥落，严重影响着再制造液压缸的寿命及工矿生产安全。现有技术一般采用激光熔覆的方法对受损的液压缸外圆表面进行再制造，该工艺方法能够获得较厚的熔覆层，界面结合可靠，但却存在着以下明显的不足：1)材料消耗与浪费较大。在技术标准上一般要求基体上要有0.2mm左右的表面强化层即可满足工作要求，现有的激光熔覆采用边送粉边熔覆的方法，其熔覆层平度差大，致使熔覆层必须有较大的厚度以保证车削及磨削后工作层的厚度，一般熔覆层需预留2mm左右的加工余量，造成很大的材料消耗与浪费量；2)现有激光熔覆方法效率低。由于熔覆层需预留较大厚度，导致熔覆时间较长；由于熔覆时间较长，零件不可避免地会存在热应力与少量变形，影响后续车削及磨削加工；3)加工余量大。一方面由于现有激光熔覆方法制备的熔覆层较厚；另一方面由于熔覆效率低，造成工件受热时间长，热应力较大，特别是强度较低、结构较为复杂、厚度较薄的零件会产生变形，这样还必须要求熔覆层有较大的厚度来抵消变形。所以面对厚度较大的熔覆层，在后处理时必须采用车削加工，不仅延长了修复时间，还导致难以选择硬度较高的材料，限制了熔覆材料范围。因此，目前亟需找到一种能够克服上述现有技术的缺陷且能够具有快速、高效、节约材料的新的再制造矿山机械液压缸外圆表面的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术激光熔覆一步法制备涂层的缺陷，提供一种能够具有快速、高效、节约材料的新的矿山机械液压缸外圆表面再制造的方法。为了实现上述目的，本专利技术提供一种矿山机械液压缸外圆表面再制造的方法，该方法包括：(1)采用喷砂装置对废旧矿山机械液压缸外圆表面进行粗化处理；(2)采用超音速等离子喷涂在粗化后的废旧矿山机械液压缸外圆表面制备涂层，所述涂层的厚度为0.3-1.5mm；(3)采用激光熔覆对所述涂层进行熔覆，形成熔覆层；(4)对所述熔覆层表面进行磨削，使得所得到的矿山机械液压缸外圆表面满足设计尺寸。本专利技术的上述方法能够克服现有技术激光熔覆一步法制备涂层的缺陷，且既节约材料、节省时间、减小变形、减少加工余量、降低成本、增大涂层材料范围；与热喷涂一步法制备涂层比较，还能将机械结合的涂层变为冶金结合，进一步提高涂层的结合强度，解决热喷涂无法再制造液压缸外圆的不足。进一步地，本专利技术不但提供了一种矿山机械液压缸外圆表面的再制造方法，再制造产品达到，甚至优于新品性能，而且能够克服现有表面强化技术的缺陷，具有快速、高效和节约材料的优点。具体地，相对于现有技术的工艺，本专利技术的方法还具有以下优点：1)覆层性能好。材料可选范围大，优选情况下，通过在覆层材料中特别地添加陶瓷相，可提高覆层硬度、耐磨性和耐腐蚀性，提高再制造产品的可靠性和寿命，使得再制造产品达到，甚至优于新品性能；2)节约材料。采用超音速等离子喷涂工艺制备的涂层均匀致密，制备0.2mm的涂层只需预留0.4mm左右的加工余量即可，与现有技术的激光熔覆预留2mm的加工余量相比节省了材料；3)熔覆时间短。第一步采用超音速等离子喷涂制备的涂层较薄，且均匀、致密，第二步激光熔覆时可采用更低的功率和更高的线速度实现涂层的重熔，使得工件热影响小，变形小；4)加工余量小。由于喷涂过程中预留的厚度较小，在后处理时无需采用车削加工，直接进行磨削加工即可，不仅节省了时间，还可选择更硬的材料以提高涂层耐磨性；5)从喷涂角度讲，提高了喷涂层的结合强度，令喷涂层可应用于恶劣的矿井环境；从激光熔覆角度讲，即节省了再制造时间，又降低成本；6)喷涂材料价格低廉。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种矿山机械液压缸外圆表面再制造的方法，该方法包括：(1)采用喷砂装置对废旧矿山机械液压缸外圆表面进行粗化处理；(2)采用超音速等离子喷涂在粗化后的废旧矿山机械液压缸外圆表面制备涂层，所述涂层的厚度为0.3-1.5mm；(3)采用激光熔覆对所述涂层进行熔覆，形成熔覆层；(4)对所述熔覆层表面进行磨削，使得所得到的矿山机械液压缸外圆表面满足设计尺寸。在本专利技术中，所述废旧矿山机械液压缸即为表面有损坏而需要且能够进行再制造的矿山机械液压缸，所述废旧仅是为了区分矿山机械液压缸在再制造前和再制造后的状态，实际上均指同一矿山机械液压缸。在本专利技术中，需要进行再制造的矿山机械液压缸在依次完成超音速等离子喷涂和激光熔覆之后即为再制造后的矿山机械液压缸，而在完成超音速等离子喷涂和激光熔覆之前均为废旧矿山机械液压缸。本领域技术人员不应理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的方法中，所述激光熔覆的具体操作工艺为本领域技术人员所熟知，本专利技术在此不再赘述。本专利技术的上述方法具有节约材料、节省时间、减小变形、减少加工余量、降低成本、增大涂层材料范围的优点，还能将机械结合的涂层变为冶金结合，进一步提高了涂层的结合强度。根据本专利技术所述的方法，本专利技术的专利技术人发现，当所述涂层的厚度为0.4-0.8mm时，通过本专利技术的方法获得的再制造后的矿山机械液压缸的使用性能等均达到最优。本专利技术的专利技术人发现，采用将超音速等离子喷涂与激光熔覆相结合的方法能够完美地克服单一地采用超音速等离子喷涂时所获得的再制造后的矿山机械液压缸在环境恶劣的煤矿井下效果不佳的缺陷，将机械结合的涂层变为冶金结合，进一步提高了涂层的结合强度，延长了涂层使用寿命；克服单一地采用激光熔覆再制造时耗时、耗材、变形大、加工余量大等缺陷，且增大了覆层材料范围，提高了覆层的性能及使用寿命。根据本专利技术所述的矿山机械液压缸外圆表面再制造的方法，其中，所述喷涂的线速度可以为40-60m/min。根据本专利技术所述的矿山机械液压缸外圆表面再制造的方法，其中，所述激光熔覆的线速度可以为0.1-0.3m/s；优选地，所述激光熔覆的线速度为0.12-0.25m/s。根据本专利技术所述的矿山机械液压缸外圆表面再制造的方法，其中，所述激光熔覆的熔覆步距可以为7-11mm；优选地，所述激光熔覆的熔覆步距为9.5-10.5mm。在本专利技术所述的矿山机械液压缸外圆表面再制造的方法中，对所述涂层的种类没有特别的限定，本专利技术的方法可以用于各种种类的涂层，然而，为了使得涂层与废旧矿山机械液压缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿山机械液压缸外圆表面再制造的方法，其特征在于，该方法包括：(1)采用喷砂装置对废旧矿山机械液压缸外圆表面进行粗化处理；(2)采用超音速等离子喷涂在粗化后的废旧矿山机械液压缸外圆表面制备涂层，所述涂层的厚度为0.3‑1.5mm；(3)采用激光熔覆对所述涂层进行熔覆，形成熔覆层；(4)对所述熔覆层表面进行磨削，使得所得到的矿山机械液压缸外圆表面满足设计尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种矿山机械液压缸外圆表面再制造的方法，其特征在于，该方法包括：(1)采用喷砂装置对废旧矿山机械液压缸外圆表面进行粗化处理；(2)采用超音速等离子喷涂在粗化后的废旧矿山机械液压缸外圆表面制备涂层，所述涂层的厚度为0.3-1.5mm；(3)采用激光熔覆对所述涂层进行熔覆，形成熔覆层；(4)对所述熔覆层表面进行磨削，使得所得到的矿山机械液压缸外圆表面满足设计尺寸。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂层的厚度为0.4-0.8mm。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述喷涂的线速度为40-60m/min。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述激光熔覆的线速度为0.1-0.3m/s，熔覆步距为7-11mm。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述激光熔覆的线速度为0.12-0.25m/s，熔覆步距为9.5-10.5mm。6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述涂层为自熔合金涂层或自熔合金与陶瓷的复合涂层；优...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，张伟，刘明，李圣文，王晶晨，杨振凯，汪勇，
申请(专利权)人：中国人民解放军装甲兵工程学院，
类型：发明
国别省市：北京;11