CN102069351A - 复合缸套的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了复合缸套的制造工艺，这种工艺在中碳调质钢或合金钢缸套的工作表面以激光熔敷技术先熔敷一层18-8型奥氏体不锈钢作为打底层，然后再熔敷一层1Cr13型马氏体不锈钢作为抗磨抗蚀表面层，实现梯度复合强化，使液压传动油缸缸套具有更长的使用寿命和更平衡的运行性能，避免了缸套在工作表面由于缺冷却润滑油或异物进入缸内时，由于活塞杆的频繁往复运动引起缸套表面拉毛，液压油泄漏等使用问题。本发明工艺参数可控性强，加工操作方便，便于工业化大批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及机械装备领域的液压传动油缸，特别涉及液压传动油缸复合缸套的制造工艺。
背景技术
油缸由于换向容易，可方便实现过载保护，能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速，自动化程度高等特点，广泛应用于机械装置的液压传动系统中，缸套是液压传动油缸的主要组成部分，也是液压传动油缸中液压油的压力承载部件。活塞杆在油缸内作频繁地往复直线运动，一旦出现缺冷却润滑油或灰尘等异物进入缸内时，将引起缸套表面拉毛，液压油泄漏，使油缸的运动精度和力的转换效率降低，甚至使油缸报废，导致整个机械系统停工停产。
目前所用的油缸缸套基本上都是中碳调质钢或合金钢，虽然机械强度较高，能够满足缸套承受液压油压力的强度要求，但一般硬度较低，耐磨性差，一旦出现灰尘等杂物进入油缸或者缺冷却润滑油的情况，在活塞杆的作用下，即表面出现磨损拉毛。若能在普通缸套表面，特别是工作表面进行复合强化处理，将能极大地延长缸套使用寿命，实现长期稳定运转。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种复合缸套的制造工艺，该工艺是用激光熔敷技术在普通中碳调质钢或合金钢缸套的工作表面，梯度复合强化不锈钢，提高局部的抗磨性和抗腐蚀性，其制造工艺简单，参数可控性强，既保持了缸套的整体强度，又有足够的抗磨性和抗腐蚀性，使缸套不会因为局部磨损和腐蚀导致过早地报废更换，使用寿命是常用中碳调质钢或合金钢缸套的2倍以上，可有效减小液压传动油缸运行噪声，稳定液压传动油缸的运动精度和输出力。该工艺不需要整体更换缸套材质，只在缸套的表面进行强化处理，具有很高的性价比，也适合工业化大规模生产。
本发明复合缸套的制造工艺的特征是，在中碳调质钢或合金钢缸套的工作表面以激光熔敷技术生成梯度复合强化复合层，其具体工序如下：
A、用中碳调质钢或合金钢加工出缸套胚件(1)；
B、装夹好缸套胚件，转动夹具；
C、在缸套的工作表面浇工业酒精初步清洗，再浇丙酮最终清洗；
D、开启气动送粉装置，气动输送打底层粉料到缸套的工作表面；
E、在缸套的工作表面用激光熔敷一层打底层(2)；
F、气动输送表面层粉料到打底层(2)的表面上；
G、在打底层上(2)的表面上，用激光熔敷一层表面层(3)；
H、机械加工出缸套要求的尺寸及粗糙度。
上面所说的缸套夹具的转动线速度为600mm/min。
所说的打底层粉料是18-8型奥氏体不锈钢粉，粒度为100～300目；所说的打底层(2)的熔敷厚度为1～3mm。
所说的表面层粉料是1Cr13型马氏体不锈钢粉，粒度为100～300目；所说的表面层(3)的熔敷厚度为2～4mm。
熔敷过程中，激光熔敷功率为3.5KW，带宽3mm。
在和现有技术相比，本发明具有以下优点或积极效果：
1、液压传动油缸缸套本体仍采用中碳调质钢或合金钢，保证整体的机械力学性能，仅在易受磨损和腐蚀的工作表面进行复合强化，在不增加很多生产成本的前提下，实现了缸套的延寿，工艺及产品的性价比高。
2、采用激光熔敷技术，由于能量密度集中，把3.5KW的功率直接作用在3mm直径的光斑范围内，使粉料瞬间熔化并与下面的金属实现冶金结合，具有很高的界面结合强度，又在下面整体金属的激冷作用，使凝固组织致密细小。
3、整个激光熔敷过程都是在纯度99.99％氩气保护环境下操作，因此复合强化层组织中不会出现氧化渣等初始缺陷，保证了复合强化层的性能均匀性。
4、在中碳调质钢或合金钢上，先用激光熔敷18-8型奥氏体不锈钢打底层，再在打底层上激光熔敷1Cr13型马氏体不锈钢，形成了梯度复合材料，打底层的硬度为HRC20～HRC25，表面层的硬度为HRC28～HRC35，在复合强化厚度方向上形成了较好的硬度过渡，不会出现缸套运转过程中因材质硬度突变而产生应变不协调，导致复合界面疲劳破坏现象。
5、在液压传动油缸缸套的工作表面表面，复合上了1Cr13型马氏体不锈钢，不仅具有HRC28～HRC35的高硬度，还具有比中碳调质钢或合金钢高得多的抗腐蚀性，因此在缸套运转过程中，不容易受磨损和腐蚀，极大地延长了整个缸套的使用寿命，使用寿命是常用中碳调质钢或合金钢缸套的2倍以上。
附图说明
图1是复合缸套剖视图；
图2是图1中I部放大图；
图3是复合缸套的制造工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例，保护范围以权利要求为准。
实施例1
制备热轧机夹送辊油缸缸套，其工序如下：
A、常规工艺加工出中碳调质钢热轧机夹送辊油缸缸套胚件1；
B、缸套胚件1装上夹具，以线速度600mm/min转动夹具；
C、在缸套的工作表面浇工业酒精初步清洗，再浇丙酮最终清洗；
D、开启氩气气动送粉装置，输送粒度为100目的18-8型奥氏体不锈钢粉料到缸套的工作表面；
E、以功率3.5KW，带宽3mm的激光照射18-8型奥氏体不锈钢粉料使其熔化，熔敷2mm厚度打底层2；
F、氩气气动输送粒度为300目的1Cr13型马氏体不锈钢粉料到打底层2上面；
G、以功率3.5KW，带宽3mm的激光照射1Cr13型奥氏体不锈钢粉料使其熔化，熔敷3mm厚度表面层3；
H、从夹具上取下缸套，到机械加工出缸套尺寸及粗糙度。
实施例2
制备热轧机夹送辊油缸缸套。
制备情况和实施例1基本上一样，只是其中的缸套胚件的制作材料是合金钢；工序D中所使用的18-8型奥氏体不锈钢粉料的粒度为200目，打底层的厚为1mm；工序F中所使用的1Cr13型马氏体不锈钢粉料的粒度为200目，表面层的厚为4mm；其余情况和实施例1相同。
实施例3
制备热轧机夹送辊油缸缸套。
制备情况和实施例1基本上一样，只是其中的缸套胚件的制作材料是合金钢；工序D中所使用的18-8型奥氏体不锈钢粉料的粒度为300目，打底层的厚为3mm；工序F中所使用的1Cr13型马氏体不锈钢粉料的粒度为300目，表面层的厚为2mm；其余情况和实施例1相同。
Claims (5)
1.复合缸套的制造工艺，其特征在于，在中碳调质钢或合金钢缸套的工作表面以激光熔敷技术生成梯度复合强化复合层，其具体工序如下：
A、用中碳调质钢或合金钢加工出缸套胚件(1)；
B、装夹好缸套胚件，转动夹具；
C、在缸套的工作表面浇工业酒精初步清洗，再浇丙酮最终清洗；
D、开启气动送粉装置，气动输送打底层粉料到缸套的工作表面；
E、在缸套的工作表面用激光熔敷一层打底层(2)；
F、气动输送表面层粉料到打底层(2)的表面上；
G、在打底层上(2)的表面上，用激光熔敷一层表面层(3)；
H、机械加工出缸套要求的尺寸及粗糙度。
2.根据权利要求1的制造工艺，其特征在于：缸套夹具转动线速度为600mm/min。
3.根据权利要求1的制造工艺，其特征在于：所说的打底层粉料是18-8型奥氏体不锈钢粉，粒度为100～300目；所说的打底层(2)的熔敷厚度为1～3mm。
4.根据权利要求1的制造工艺，其特征在于：所说的表面层粉料是1Cr13型马氏体不锈钢粉，粒度为100～300目；所说的表面层(3)的熔敷厚度为2～4mm。
5.根据权利要求1的制造工艺，其特征在于：激光熔敷功率为3.5KW，带宽3mm。
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