CN101974749B - 激光强化刮板机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光强化刮板机的方法，属于激光熔覆技术领域。本发明采用以下技术方案来实施：一种激光强化刮板机的方法，包括以下步骤：1)对刮板机表面进行打磨，去锈去渣处理，并用酒精对其表面进行去油清洗；2)激光头X线性轴及Y线性轴的进给运动配合下，在一个工步中送粉与激光熔覆同步进行，激光输出功率为6.8kw，扫描速度为600mm/min，送粉率为18g/min，激光束为15×2.5宽带矩形光斑，将金属粉末熔覆到易磨损部位，形成熔覆厚度3mm的激光强化层；选用的金属粉末材料的重量百分比为：65.93％Fe、0.07％C、0.8％Si、0.6％Mn、18.1％Cr、12.2％Ni、2.3％Mo。本发明利用激光能量束对刮板机的易磨损部位进行强化，强化时采用激光熔覆法，从而提高易磨损部位的硬度和耐磨性能，延缓磨损速度，使易磨损部位与整机同时失效。

Description

激光强化刮板机的方法

技术领域

本发明涉及一种激光强化刮板机的方法，其利用激光熔覆技术在刮板机表面形成强化层，属于激光熔覆技术领域。

背景技术

用刮板链牵引，在槽内运送散料的输送机叫刮板输送机，简称刮板机。

在当前采煤工作面内，刮板输送机的作用不仅是运送煤和物料，而且还是采煤机的运行轨道，因此它成为现代化采煤工艺中不可缺少的主要设备。刮板输送机能保持连续运转，生产就能正常进行，否则整个采煤工作面就会呈现停产状态，使整个生产中断。

刮板机是煤矿、化学矿山、金属矿山及电厂等用来输送物料的重要运输工具。它是由中部槽、链条、刮板及牵引系统组成。其中，中部槽是刮板输送机的主要部分，钢制的中部槽已有近百年的历史，在长期的使用过程中存在以下缺点：①中部槽在受到较大的冲击时易变形，修复比较困难；②耐腐蚀性差；③耐磨性差。

刮板机目前在使用过程中容易出现，中部槽中板磨损报废，槽帮却好好的；中部槽好好的，链轮却磨损失效，即均质生产不均质使用。

发明内容

为克服现有刮板机均质生产但不均质使用的缺点，本发明提供一种光强化刮板机的方法，不仅能够对易磨损部位进行强化，而且能够延长其寿命。

本发明采用以下技术方案来实施：

一种激光强化刮板机的方法，包括以下步骤：

1)对刮板机表面进行打磨，去锈去渣处理，并用酒精对其表面进行去油清洗；

2)激光头X线性轴及Y线性轴的进给运动配合下，在一个工步中送粉与激光熔覆同步进行，激光输出功率为6.8kw，扫描速度为600mm/min，送粉率为18g/min，激光束为15*2.5宽带矩形光斑，将金属粉末熔覆到易磨损部位，形成熔覆厚度3mm的激光强化层；选用的金属粉末材料的重量百分比为：65.93％Fe、0.07％C、0.8％Si、0.6％Mn、18.1％Cr、12.2％Ni、2.3％Mo。

一种激光强化刮板机的方法，包括以下步骤：

(1)对刮板机表面进行打磨，去锈去渣处理，并用酒精对其表面进行去油清洗；

(2)激光头X线性轴及Y线性轴的进给运动配合下，在一个工步中送粉与激光熔覆同步进行；激光输出功率6.8kW，激光扫描线速度为600mm/min，送粉率为18g/min，激光束为15*2.5宽带矩形光斑，将金属粉末熔覆到易磨损部位，形成复数层激光强化层；所述复数层激光强化层包括置于刮板机表面的底层、一层以上的中间层和位于中间层上面的表面层；

底层选用的金属粉末材料的重量百分比为：0.1％C、1.0％Si、0.5％Mn、15.2％Cr、10％Ni、2.1％Mo、6％Ce、余量为Fe；

中层选用的冶金粉末材料的重量百分比为：0.1％C、0.9％Si、0.8％Mn、16％Cr、12.5％Ni、0.4％Nb、2.5％Mo、余量为Fe；

面层选用的冶金粉末材料的重量百分比为：0.07％C、0.8％Si、0.6％Mn、18.1％Cr、12.2％Ni、2.3％Mo、5％W、余量为Fe；

(3)熔覆后，在400-500℃进行保温，保温时间为2小时；

(4)对刮板机表面进行打磨、磨削处理。

本发明的有益效果：

1、利用激光能量束对刮板机的易磨损部位进行强化，强化时采用激光熔覆法，从而提高易磨损部位的硬度和耐磨性能，延缓磨损速度，使易磨损部位与整机同时失效；

2、本发明激光整机强化刮板机通过检测可以看出：耐磨层厚度均匀，硬度分布梯次均匀，说明所选择的工艺稳定、可行；

3、经在煤矿井下试验，与普通刮板机相比，激光强化刮板机寿命延长了3倍左右，同时实现了整机同时报废的目的；

4、本发明另一方案采用多层熔覆技术，底层的合金粉末与基体粘接性能好，避免了激光强化层与基层的开裂现象，延长了使用寿命；中层为过渡层，面层具有更好的耐磨性能、更好的防腐性能，以进一步优化了刮板机的性能。

具体实施方式

实施例1

一种激光强化刮板机的方法，包括以下步骤：

1)对刮板机表面进行打磨，去锈去渣处理，并用酒精对其表面进行去油清洗；

2)激光头X线性轴及Y线性轴的进给运动配合下，在一个工步中送粉与激光熔覆同步进行，激光输出功率为6.8kw，扫描速度为600mm/min，送粉率为18g/min，激光束为15*2.5宽带矩形光斑，将金属粉末熔覆到易磨损部位，形成熔覆厚度3mm的激光强化层；选用的金属粉末材料的重量百分比为：65.93％Fe、0.07％C、0.8％Si、0.6％Mn、18.1％Cr、12.2％Ni、2.3％Mo。

激光强化处理后的刮板机，其激光熔覆后部位平均显微硬度为HV800，洛氏硬度为HRC65。

激光强化刮板机现已在激光强化中部槽在山东新汶矿业集团良庄煤矿井下(-580，31107)工作面使用，过煤量35万吨，仅磨损熔覆合金层，而中部槽基体不磨损。

实施例2

一种激光强化刮板机的方法，包括以下步骤：

(1)对刮板机表面进行打磨，去锈去渣处理，并用酒精对其表面进行去油清洗；

(2)激光头X线性轴及Y线性轴的进给运动配合下，在一个工步中送粉与激光熔覆同步进行；激光输出功率6.8kW，激光扫描线速度为600mm/min，送粉率为18g/min，激光束为15*2.5宽带矩形光斑，将金属粉末熔覆到易磨损部位，形成复数层激光强化层；所述复数层激光强化层包括置于刮板机表面的底层、一层以上的中间层和位于中间层上面的表面层；

底层选用的金属粉末材料的重量百分比为：0.1％C、1.0％Si、0.5％Mn、15.2％Cr、10％Ni、2.1％Mo、6％Ce、余量为Fe；

中层选用的冶金粉末材料的重量百分比为：0.1％C、0.9％Si、0.8％Mn、16％Cr、12.5％Ni、0.4％Nb、2.5％Mo、余量为Fe；

面层选用的冶金粉末材料的重量百分比为：0.07％C、0.8％Si、0.6％Mn、18.1％Cr、12.2％Ni、2.3％Mo、5％W、余量为Fe；

(3)熔覆后，在400-500℃进行保温，保温时间为2小时；

(4)对刮板机表面进行打磨、磨削处理。

激光强化处理后的刮板机，其激光熔覆后部位平均显微硬度为HV880，洛氏硬度为HRC70。

激光强化刮板机现已在激光强化中部槽在山东新汶矿业集团良庄煤矿井下(-580，31107)工作面使用，过煤量45万吨，仅磨损熔覆合金层，而中部槽基体不磨损，寿命延长了4倍左右。

Claims (2)

1.一种激光强化刮板机的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）对刮板机表面进行打磨，去锈去渣处理，并用酒精对其表面进行去油清洗；

2）激光头X线性轴及Y线性轴的进给运动配合下，在一个工步中送粉与激光熔覆同步进行，激光输出功率为6.8kw，扫描速度为600mm/min，送粉率为18g/min，激光束为15×2.5宽带矩形光斑，将金属粉末熔覆到易磨损部位，形成熔覆厚度3mm的激光强化层；选用的金属粉末材料的重量百分比为： 65.93%Fe、0.07%C、0.8%Si、0.6%Mn、18.1%Cr、12.2%Ni、2.3%Mo。

2.一种激光强化刮板机的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）对刮板机表面进行打磨，去锈去渣处理，并用酒精对其表面进行去油清洗；

（2）激光头X线性轴及Y线性轴的进给运动配合下，在一个工步中送粉与激光熔覆同步进行；激光输出功率6.8kW，激光扫描线速度为600mm/min，送粉率为18g/min，激光束为15×2.5宽带矩形光斑，将金属粉末熔覆到易磨损部位，形成复数层激光强化层；所述复数层激光强化层包括置于刮板机表面的底层、一层以上的中间层和位于中间层上面的表面层；

底层选用的金属粉末材料的重量百分比为：0.1%C、1.0%Si、0.5%Mn、15.2%Cr、10%Ni、2.1%Mo、6%Ce、余量为Fe；

中层选用的冶金粉末材料的重量百分比为：0.1%C、0.9%Si、0.8%Mn、16%Cr、12.5%Ni、0.4%Nb、2.5%Mo、余量为Fe；

面层选用的冶金粉末材料的重量百分比为： 0.07%C、0.8%Si、0.6%Mn、18.1%Cr、12.2%Ni、2.3%Mo、5%W、余量为Fe；

（3）熔覆后，在400-500℃进行保温，保温时间为2小时；

（4）对刮板机表面进行打磨、磨削处理。