一种矿用链轮链窝表面强化技术制造技术

本发明专利技术公开一种矿用链轮链窝表面强化技术，涉及增材制造技术领域，更具体而言，涉及一种机器人自动激光熔覆提高链轮链窝表面耐磨性的方法。包括：链轮本体耐磨相的形成、熔覆多层耐磨相的形成、利用编程软件规划激光器行径轨迹。熔覆层采用三层激光熔覆包括打底层、过渡层、盖面层，每层堆焊轨迹均采用“之”字形路径，为使熔覆轨迹更贴合链窝曲面，利用离线编程软件，编制好的轨迹程序拷贝至激光熔覆机器人，通过链窝上标记的起始位置进行程序修正以保证轨迹与实物相符合。本发明专利技术通过变位机和机器人联动使得熔池形成位置始终在水平位置，避免因重力影响使得熔池流动，影响熔覆层厚度的均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种矿用刮板输送机链轮链窝表面强化提升链轮耐磨性的技术，涉及增材制造。

技术介绍

1、矿用链轮是刮板输送机唯一动力输入部件，通过链窝与链条的精确啮合实现动力传输，啮合齿面链窝位置在长时间重载、冲击且缺少润滑的啮合传动中磨损严重，因此矿用链轮总成主要的失效形式是链窝磨损。目前提高链轮耐磨性的研究主要以下两个方面：其一是通过增加链轮体合金元素含量提升链轮材料等级提高链窝表面淬硬性和淬透性；其二是在链窝表面覆盖耐磨层。因材料等级提升带来的材料成本和加工成本提升明显，近年在链窝表面覆盖耐磨材料的研究很多。通过链窝表面堆焊的方法形成的堆焊层与链窝基体结合较差，在重载冲击下容易呈块状脱落，此外堆焊耐磨层热量输入大会造成链窝淬硬层退火，因此堆焊耐磨层耐磨层的链轮寿命提升不明显，尤其在井工条件恶劣的环件使用。

技术实现思路

1、本专利技术的目的旨在克服矿用链轮链窝表面堆焊热量输入大、堆焊层和基体结合力差耐磨性差的不足，提供一种矿用链轮链窝激光熔覆技术，该技术可在链窝位置形成多重强化相，可显著提升链窝耐磨性。

2、为实现上述目的，链轮体母材选用电渣重溶锻坯，由以下成分以及百分比组成：碳0.38～0.50％，硅0.20～0.40％，锰0.50～0.80％，铬1.50～2.20％，镍1.60～1.90％，钼0.30～0.800％，钒0.10～0.30％，磷≤0.025％，硫≤0.015％，其余为铁。该材料加工的链轮链窝位置表面加热至900℃后水介质淬火，230℃保温回火5h，表面硬度hrc53～55，淬硬层深度＞15mm。

3、在本专利技术实施例中链轮链窝位置激光熔覆分为三层，包括打底层、过渡层和盖面层。激光增材热量输入小，链窝基体淬硬层退火深度＜1mm。淬硬层在熔覆层磨损后仍旧可以有较为可观的使用寿命。

4、在本专利技术实施例中激光熔覆打底层厚度1mm，硬度不宜过高在hrc45到hrc50之间，可保证与基体良好的结合力又可在重载时为过渡层和盖面层提供足够的支撑，避免耐磨层压溃失效。打底层采用ni35—20 %wc镍基碳化钨材料，激光功率1500 w，送粉量2.5 g/s，熔覆速度5 mm/s。

5、在本专利技术实施例中激光熔覆过渡层厚度1mm，hrc55～60，采用ni45—40%wc镍基碳化钨材料，激光功率1500w，送粉量2.0 g/s，熔覆速度4 mm/s。

6、在本专利技术实施例中激光熔覆盖面层厚度1mm，hrc＞58，采用ni45—60%wc镍基碳化钨材料，激光功率1500w，送粉量1.5 g/s，熔覆速度3 mm/s。

7、在本专利技术实施例中激光熔覆轨迹采用离线编程输入机器人，自动熔覆过程通过变位机和机器人联动使得熔池形成位置始终处于水平位置。

8、本专利技术提供的矿用链轮的有益效果在于链窝基体淬硬层加激光熔覆层可使链窝有效耐磨层厚度超过20mm，链窝表面硬度＞hrc58，可以显著提升链轮使用寿命。

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【技术保护点】

1.一种矿用链轮链窝位置表面强化方法，其特征在于：链轮体链窝位置热处理强化、激光熔覆轨迹规划、多层激光熔覆耐磨层的形成。

2.根据权利要求1所述一种矿用链轮链窝位置表面强化方法其特征在于其涉及的链轮体母材选用电渣重溶锻坯，链轮体链窝位置采用火焰加热后水冷的淬硬形式，为保证链轮体强度和耐磨性，激光熔覆前链窝表面淬火硬度HRC53～55，淬硬深度＞15mm。

3.根据权利要求1所述一种矿用链轮链窝位置表面强化方法其特征在于其涉及的矿用链轮链窝位置激光增材分为打底层、过渡层、盖面层三层，三层均采用镍基碳化钨材料。

4.根据权利要求3所述一种矿用链轮链窝位置表面强化方法其特征在于其涉及的打底层要保证与淬火的链窝表面有足够的结合力，保证熔覆层在使用过程正常的磨损失效，避免熔覆层剥落。打底层厚度1mm，采用Ni35—20 %WC镍基碳化钨材料，激光功率1500 W，送粉量2.5 g/s，熔覆速度5 mm/s。

5.根据权利要求3所述一种矿用链轮链窝位置表面强化方法其特征在于其涉及的过渡层厚度1mm，有足够的硬度和耐磨性，采用Ni45—40%WC镍基碳化钨材料，激光功率1500W，送粉量2.0 g/s，熔覆速度4 mm/s。

6.根据权利要求3所述一种矿用链轮链窝位置表面强化方法其特征在于其涉及的盖面层厚度1mm，有足够的硬度HRC≥58，允许表面有微裂纹，采用Ni45—60%WC镍基碳化钨材料，激光功率1500W，送粉量1.5 g/s，熔覆速度3 mm/s。

7.根据权利要求1所述一种矿用链轮链窝位置表面强化方法其特征在于其涉及的机器人自动熔覆通过变位机和机器人联动使得熔池形成位置始终处于水平位置。

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【技术特征摘要】

1.一种矿用链轮链窝位置表面强化方法，其特征在于：链轮体链窝位置热处理强化、激光熔覆轨迹规划、多层激光熔覆耐磨层的形成。

2.根据权利要求1所述一种矿用链轮链窝位置表面强化方法其特征在于其涉及的链轮体母材选用电渣重溶锻坯，链轮体链窝位置采用火焰加热后水冷的淬硬形式，为保证链轮体强度和耐磨性，激光熔覆前链窝表面淬火硬度hrc53～55，淬硬深度＞15mm。

3.根据权利要求1所述一种矿用链轮链窝位置表面强化方法其特征在于其涉及的矿用链轮链窝位置激光增材分为打底层、过渡层、盖面层三层，三层均采用镍基碳化钨材料。

4.根据权利要求3所述一种矿用链轮链窝位置表面强化方法其特征在于其涉及的打底层要保证与淬火的链窝表面有足够的结合力，保证熔覆层在使用过程正常的磨损失效，避免熔覆层剥落。打底层厚度1mm，采用n...

【专利技术属性】
技术研发人员：李诚，张彩霞，朱秀光，郭云鹏，王建辉，马坤，王志颖，
申请(专利权)人：中煤张家口煤矿机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：