本发明专利技术提供一种基于激光熔覆技术和豪克能技术消除残余应力、改善力学性能、提高表面光洁度的构件修复方法，其方法主要包括以下步骤：(1)采用机加工技术对待修复构件表面0.5～1mm厚度进行车削加工，并用丙酮溶液和酒精清洗干净，吹干备用；(2)将熔覆金属粉末在球磨机中混合均匀；(3)采用预置式激光熔覆技术，将熔覆金属粉末与酒精混合成糊状，涂敷在构件待修复部位，待酒精蒸发干后，进行激光熔覆修复，对熔覆层进行机加工使表面粗糙度Ra≤6.3μm；(4)采用豪克能技术再次对修复构件表面进行无研磨剂的研磨、强化和微小的形变处理。本发明专利技术修复的构件表面呈镜面效果，表面粗糙度值Ra≤0.05μm，同时在构件修复部位产生压应力，提高构件表面的显微硬度、耐磨性、疲劳强度和疲劳寿命。寿命。寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种基于激光熔覆技术和豪克能技术的修复方法
[0001]本专利技术属于表面改性
，具体涉及一种42CrMo低合金中碳钢表面修复技术。
技术介绍
[0002]随着新时代工业技术的快速发展，各种中大型机械被广泛应用于建筑、矿山等相关领域，其中大型装载器械的主轴长期工作在恶劣工况之下，承受随机交变载荷，易出现磨损甚至断裂失效等问题。一旦设备出现损坏将会直接影响生产效率，是大型装载机械设备修复工作的重中之重。由于大型轴类零件价格较高，生产周期长，因此具有较高的修复价值。轴类零件的修复问题一直是亟待解决的技术难题，利用激光熔覆修复技术在磨损轴面上制备出高强层和高耐磨层，不仅能够延长重型装载设备的使用寿命，减少生产成本，而且使资源得到循环再利用。
[0003]目前，主轴件的修复技术主要采用激光熔覆技术进行修复，国内外研究人员主要研究了扫描速度、光斑直径等参数对修复件的力学性能的影响，通过激光修复主轴的技术还处于起步阶段，激光熔覆技术和豪克能技术相结合的修复技术还处在雏形阶段。现有的激光熔覆修复技术还主要停留在对熔覆参数的研究阶段，传统的激光熔覆技术所得到的熔覆层表面粗糙，还需要多次采用机加工技术表面处理。
[0004]本专利技术基于其传统的激光熔覆修复技术，其修复后的表面粗糙且内部存在残余应力，因此提出将激光熔覆技术和豪克能技术相结合的一种新型的构件修复技术。本专利技术通过对激光熔覆技术中熔覆合金粉末配比进行优化调控，制备高强度、高耐磨性的激光熔覆层，为改善熔覆层表面外观形貌、熔覆层内部残余应力，提高疲劳寿命、表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性，故将激光熔覆技术和豪克能技术相结合，旨在获得高性能、无残余应力、表面光洁的熔覆修复层，对提高激光熔覆层的性能有重要作用。
技术实现思路
[0005]为克服上述现有的激光熔覆修复技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于激光熔覆技术和豪克能技术的修复技术，基体与熔覆层结合性能好，一次装夹基体表面便可呈现出镜面光泽，表面粗糙度Ra可降至0.05μm以下，可得到高强度、高耐磨性的激光熔覆层，提高疲劳寿命、表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性，此技术改善了熔覆层的外观形貌，提高熔覆层的力学性能性能，使其得到广泛的应用。
[0006]一种基于激光熔覆技术和豪克能技术的修复技术，其特征在于，包括以下步骤：消除残余应力、改善力学性能、提高表面光洁度的构件修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]步骤一，采用机加工技术对待修复构件表面0.5～1mm厚度进行车削加工，并用丙酮溶液和酒精清洗干净，吹干备用；
[0008]步骤二，将熔覆金属粉末在球磨机中混合均匀；
[0009]步骤三，采用预置式激光熔覆技术，将熔覆金属粉末与酒精混合成糊状，涂敷在构
件待修复部位，待酒精蒸发干后，进行激光熔覆修复，对熔覆层进行机加工使表面粗糙度Ra≤6.3μm；
[0010]步骤四，采用豪克能技术对修复构件表面进行无研磨剂的研磨、强化和微小的形变处理。
[0011]根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述Fe
‑
Cr
‑
C铁基合金粉末的成分含量为：C含量为0.5～0.6％，Ni含量为10～11％，Cr含量为20～22％，Al含量5～5.5％，CeO2含量为1～1.5％，其余为Fe含量，将所需的熔覆金属粉末按比例混合，亦可按照所需性能进行调整，在球磨机中混合均匀。
[0012]根据权利要求1所述的修复方法方法，其特征在于，所述激光熔覆修复技术的参数为：熔覆金属粉末预置层厚度为1.5mm左右，氩气流量为15～20L/min，激光功率为1450～1650W，光斑直径为0.6～0.8mm，扫描速度为150～200mm/min，频率为100～1000Hz。
[0013]根据权利要求1所述的修复方法，其特征在于，所述豪克能技术的参数为：机床转速70～75r/min，刀具球头直径12～16mm，进给量0.1～0.2mm/r，预加载荷0.2～0.5MPa，超声工具头频率20～30kHz。
[0014]所述的金属基体为42CrMo低合金中碳钢。
[0015]本专利技术的磨损件修复方法可以获得高性能的熔覆层，提高熔覆层的表面硬度、耐磨性，表面呈现出镜面光泽，美观度增强，修复件的各种力学性能大幅提升。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0017](1)本专利技术所选用的Fe
‑
Cr
‑
C铁基合金粉末，调节熔覆层的力学性能，提高了抗开裂能力和耐蚀性，防止激光熔覆过程中发生的氧化问题，且CeO2的添加细化了晶粒，提高了熔覆层的硬度和耐磨性。
[0018](2)本专利技术预置式激光熔覆技术，选择将熔覆金属粉末与酒精按比例进行混合，涂敷在修复部位表面，经过激光熔覆技术熔覆后可得到高耐磨性、高强度的熔覆层，使得激光熔覆修复技术的应用范围更广，且熔覆层与基体之间的结合力极大的增强。
[0019](3)本专利技术中豪克能技术使用，使得激光熔覆所获得的熔覆层的表面呈现出镜面光泽，提高了熔覆层的耐磨性、疲劳寿命、表面硬度、耐腐蚀性，此技术改善了熔覆层的外观形貌，可以满足特定的使用工况，对重载机械等生产行业有着非常重要的应用价值和意义。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实例的技术方案，图1为本专利技术提供的通过激光熔覆技术和豪克能技术修复构件的操作流程示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术专利的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
[0022]实施例1：
[0023]如图1所示，本实施例中在低合金中碳钢基体金属上通过激光熔覆技术熔覆一层耐蚀且致密的高强熔覆层。
[0024]本实施例中，所述金属基体的材质为42CrMo低合金中碳钢。
[0025]本实施例中修复42CrMo低合金中碳钢表面耐磨性能主要是由于M7C3碳化物的沉淀
强化作用。
[0026]本实施例中激光熔覆层厚度为1.5mm左右。
[0027]结合图1，一种基于激光熔覆技术和豪克能技术的修复方法，包括以下步骤：
[0028]步骤一，采用机加工技术对待修复构件表面0.5～1mm厚度进行车削加工，使待修复部位表面无锈且光滑，并用丙酮溶液和酒精清洗干净。
[0029]步骤二，将Fe
‑
Cr
‑
C铁基合金粉末在球磨机中混合均匀；
[0030]步骤三，将熔覆金属粉末与酒精混合成糊状，涂敷在构件待修复部位，熔覆金属粉末预置层厚度为1.5mm左右，待酒精蒸发干后，进行激光熔覆修复，氩气流量为15～20L/min，激光功率为1450～1650W，光斑直径为0.6～0.8mm，扫描速度为150～200mm/min，频率为100～1000Hz。
[0031]步骤四，采用豪克能技术，机床转速70～75r/min，刀具球头直径12～16mm，进给量0.1～0.2mm/r，预加载本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于激光熔覆技术和豪克能技术消除残余应力、改善力学性能、提高表面光洁度的构件修复方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，采用机加工技术对待修复构件表面0.5～1mm厚度进行车削加工，并用丙酮溶液和酒精清洗干净，吹干备用；步骤二，将熔覆金属粉末在球磨机中混合均匀；步骤三，采用预置式激光熔覆技术，将熔覆金属粉末与酒精混合成糊状，涂敷在构件待修复部位，待酒精蒸发干后，进行激光熔覆修复，对熔覆层进行机加工使表面粗糙度Ra≤6.3μm；步骤四，采用豪克能技术再次对修复构件表面进行无研磨剂的研磨、强化和微小的形变处理。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的激光熔覆材料选用Fe
‑
Cr
‑
C铁基合金粉末，C含量为0.5～0.6％，Ni含量为10～11％，Cr含量为20～22％，Al含量5～5.5％，CeO2含量为1～1.5％，其余为Fe含量，将所需的熔覆金属粉末按比例混合，亦可按照所需性能进行调整，在球磨机中混合均匀。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将90～92％熔覆金属粉末和8～10％的酒精进行混合并预置在待修复区域，熔覆金属预置层厚度在1.5mm左右。4.根据权利要求1所述的一种基于激光熔覆技术和豪克能技术的修复方法，其特征在于，所述的设备采用激光熔覆设备，激光...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚建洮，高成，关可心，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：
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