高速激光熔覆应用于液压支架立柱修复再制造

作者:网站管理员      日期:2020-12-13 16:58      
液压支架立柱是煤矿机械关键设备,长期在酸、碱性腐蚀介质中工作,立柱表面承受着腐蚀、磨损和冲击。前些年立柱再制造修复技术多采用电镀工艺,但是修复后的立柱使用寿命较短、可修复次数少、且有环境污染问题。下面介绍采用高速激光熔覆工艺替代原有的电镀进行立柱修复。
一 、高速激光熔覆技术原理超高速激光熔覆即通过改变激光与粉末的作用过程,在熔池之上将粉末熔融或者半熔融,同时也将基体熔化,并和基体快速凝固,形成冶金结合的表面涂层。

二、高速激光熔覆和传统激光熔覆的技术比较相较传统激光熔覆工艺,高速激光熔覆具有以下5点优势。
高速激光熔覆
普通激光熔覆
(1)同功率条件下,高速激光熔覆单位时间的熔覆面积是传统激光熔覆的3到4倍;(2)高速熔覆表面精细平整,熔覆厚度为0.1-1.2mm可选,表面光洁度高;(3)熔覆层与基体为冶金结合,结合力远优于喷涂、电镀等传统工艺;(4)高速激光熔覆后,工件表面仅需要简单的磨抛即可出镜片,无需车削,后续工序简单,且节约金属粉。以液压支柱为例,中科中美ZKZM-6000W高速熔覆设备熔覆单边厚度0.6mm,之后抛磨去除0.2mm即可。(5)高速激光熔覆热输出小,还适宜加工一些小、薄壁工件以及一些导热性较好的有色金属。
三、高速激光熔覆修复液压支架立柱流程
       高速激光熔覆金属粉选用铁基合金粉末进行支柱液压支柱表面熔覆。以市场占有率最多的中科中美-6000W高速激光熔覆设备为例,熔覆加工时稀释率小于3%,较薄的熔覆层厚度(0.6mm)就可以满足要求,粉末利用率高(同轴送粉粉末利用率70%,中心送粉粉末利用率90%)。熔覆后采用扫描电镜、硬度计、磨损实验机、盐雾试验机对熔覆层性能进行分析研究。结果表明:熔覆后简单抛磨,熔覆层表面粗糙度约为Ra10um、表层硬度大于HRC55,耐磨性比基体材料有很大提高。熔覆层与基体间为冶金结合,剪切强度>500Mpa,熔覆层有很高的显微硬度和较强的耐腐蚀性能,因此立柱使用寿命得到大幅度提升。与传统的电镀工艺对比,中科中美高速激光设备熔覆立柱和电镀修复立柱在同一煤矿同一工作条件下,通过15个月的下井使用,经高速激光熔覆技术再制造的报废液压支架立柱在井下实际使用寿命都超过了传统的表面镀铬的新液压支架立柱。这一事实表明,高速激光熔覆是液压支架应用方面的优势选择,相较传统金属表面处理工艺技术优势比较明显,有很好的应用前景。
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