CN103805991A - 一种机床导轨热喷涂修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机床导轨热喷涂修复方法，其包括如下步骤：表面清理：清除导轨表面的各种污迹、夹渣及氧化皮，并对缺损部位进行倒圆；热喷涂：通过加热喷枪一边对导轨加热一边向导轨输送热喷涂材料，控制加热温度，使热喷涂材料刚好充分熔化而导轨的基材不融化以在导轨基材与热喷涂材料界面上形成一层液膜，液膜填满机床导轨的缺损部位后促使基材原子向液膜内溶解和扩散，从而使热喷涂材料与导轨熔合在一起；冷却：经过冷却措施使液膜凝固以在导轨上形成新的连接层；打磨：对导轨进行打磨，使其恢复原来的精度；喷漆上油：对打磨后的导轨进行喷漆上油处理。本发明不会造成热喷涂后导轨硬度变低的问题，熔合面结合性好，色泽一致性好。

Description

一种机床导轨热喷涂修复方法

技术领域

本发明涉及机床再制造领域，特别涉及一种机床导轨热喷涂修复方法。

背景技术

机床导轨磨损，长期以来一直是困扰制造业尤其是机加工企业生产和发展的主要难题，因此，研究延长机床导轨使用寿命、对机床导轨进行再制造的相关技术，对降低我国制造业能耗，促进制造业的发展具有十分重要的意义。

目前工厂对机床导轨的再制造修复一般采用：气热焊、电弧冷焊、胶补、钎焊等方法，由于铸铁件存在可焊性较差的缺点，用以上的焊接方法易产生白口、裂纹等缺陷，具有较大的局限性。电焊、气焊都是通过基体与焊材形成熔池而实现结合的。熔池的冷却速度很快，这样就很难避免熔合区，热影响区产生硬度高的莱氏体和马氏体。这些硬脆相很容易形成裂纹。加之电焊、气焊热量输入较大，使焊接应力增大，裂纹倾向更为严重。钎焊在裂纹上没有很大的问题，但它的结合强度差，且硬度也偏低，不能满足对众多的铸铁件修复要求。对铸铁件胶补修复后，强度较差、硬度变低，且存在粘胶本体老化及耐蚀、耐磨、耐热性差等问题。

针对上述技术缺陷，尚有必要对传统的机床导轨的再制造方法作进一步改进。

发明内容

本发明为了克服现有机床导轨再制造方法易产生裂纹、强度差及硬度低的技术缺陷，发明了一种机床导轨热喷涂修复方法，具有熔合性好，可形成高强度的连接层等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案：

一种机床导轨热喷涂修复方法，其包括如下步骤：

表面清理：清除导轨表面的各种污迹、夹渣及氧化皮，露出光洁的金属表面，并对缺损部位的边缘棱角进行倒圆；

热喷涂：采用熔点较机床导轨基材的熔点低的热喷涂材料，通过加热喷枪一边对导轨加热一边向导轨输送热喷涂材料，控制加热温度，使热喷涂材料刚好充分熔化而导轨的基材不融化以在导轨基材与热喷涂材料界面上先形成一层液膜，液膜填满机床导轨的缺损部位后促使基材原子向液膜内溶解和扩散，从而使热喷涂材料与导轨熔合在一起；

冷却：热喷涂结束后，经过冷却措施使液膜凝固以在导轨上形成新的高强度连接层；

打磨：对导轨进行重新打磨，使其恢复原来的精度；

喷漆上油：对导轨非工作表面重新进行喷漆处理，且对工作表面上油。

优选的是，所述的表面清理还包括：采用喷砂，砂轮打磨或钻、挫等方法使导轨缺损部位形成合适的粗糙度以增加热喷涂材料的附着力，加快溶解扩散过程。

优选的是，所述的热喷涂材料为多元合金粉末，其主要成分是镍基合金粉末、镍铬硼硅型合金粉末、高硬度的钴基包覆粉。

优选的是，所述喷枪以氧气—乙炔气体作为热源。

优选的是，所述冷却措施为采用适当的保温缓冷措施。

本发明与现有的技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明一种机床导轨热喷涂修复方法采用热喷涂技术，使导轨基材与热喷涂材料能充分熔合在一起，不会造成热喷涂后导轨硬度变低的问题，熔合面结合性好，硬度强，色泽一致性好。

2、本发明进一步的优点是所用的热喷涂材料选取的多元合金粉末，与导轨基材润湿性好，其熔点略低于机床导轨基材，其焊接性好，并经加热后具有良好的流动性。

3、本发明再进一步的优点是热喷涂结束后，通过采用适当的保温缓冷措施可以保证导轨冷却后的硬度，且避免在冷却过程中热应力与组织应力造裂纹。

具体实施方式

以下结合具体实施方式来进一步描述本发明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例

一种机床导轨热喷涂修复方法，其步骤包括：

步骤1，表面清理：由于机床导轨热喷涂修复是在大气环境中进行，不需要采用保护气体或保护喷涂剂，主要依靠热喷涂合金材料自身的脱氧活化获得良好的界面结合，因此，要求导轨表面清洁，故需要完全清除各种污迹、夹渣及氧化皮，露出光洁的金属表面，此外，缺损部位的边缘棱角应倒圆，防止这些部位在加热时出现过烧现象，且通过采用喷砂、砂轮打磨或钻、挫等方法使导轨缺损表面有一定的粗糙度以增加合金粉末的附着力，加快溶解扩散过程。

步骤2，热喷涂：热喷涂过程采用氧气—乙炔气体作为热源，以多元合金粉末为热喷涂材料，多元合金的主要成分是镍基合金粉末、镍铬硼硅型合金粉末、高硬度的钴基包覆粉，多元合金的熔点比机床导轨基材的熔点低，与导轨基材润湿性好，且焊性好，经加热后具有良好的流动性。表面清理完成后便进行热喷涂，通过加热喷枪一边对导轨加热一边向导轨输送热喷涂材料，整个过程控制加热温度，使热喷涂材料刚好充分熔化而导轨的基材不融化以在导轨基材与热喷涂材料界面上先形成一层液膜，液膜填满机床导轨的缺损部位后促使基材原子向液膜内溶解和扩散，从而使热喷涂材料与导轨能充分熔合在一起以填充修复具有缺损的部位，其熔合面结合性好，色泽一致性好。

步骤3，冷却：热喷涂结束后，经过冷却措施使液膜凝固以在导轨上形成新的高强度连接层，冷却方式可以是水冷、空冷及保温材料覆盖缓冷，本发明优选的是采用保温缓冷的方式，使热喷涂后的导轨在一定的温度下缓慢冷却，其使修复层的硬度与基材硬度之差在20HB之内，采取适当的保温缓冷措施便可保证冷却后修复层的硬度，且可避免在冷却过程中热应力与组织应力造裂纹。

步骤4，打磨：对修复好的导轨进行重新打磨，使其恢复原来的精度。

步骤5，喷漆上油：最后对导轨非工作表面重新进行喷漆处理，且对工作表面上油，用于防锈。

对通过本发明修复后的导轨进行热喷涂强度测量如下：

采用常规拉伸试验测试热喷涂强度，在加工后的试样内，人工制造—V缺陷，缺陷深度为试样的1/2或2/3倍，将试样热喷涂好后，进行最后精加工或将热喷涂处打磨平整，然后进行拉伸试验。对于不同材质的试样，热喷涂后测得的抗拉强度数值列于表1中。

表1热喷涂试样的抗拉强度

根据测量试验结果，可以得出以下结论：

（1）采用该技术热喷涂铸铁，包括普通灰铁和铁球，最后断裂均发生在基材本体，表明热喷涂处强度高于普通铸铁体的强度。

（2）当热喷涂钢和低合金钢时，断裂发生在基材本体或热喷涂处，热喷涂强度最高可达767MPa。

本发明通过采用热喷涂技术，不会造成热喷涂后导轨硬度变低的问题，熔合面结合性好，色泽一致性好。

以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种机床导轨热喷涂修复方法，其特征在于：包括如下步骤：

表面清理：清除导轨表面的各种污迹、夹渣及氧化皮，露出光洁的金属表面，并对缺损部位的边缘棱角进行倒圆；

热喷涂：采用熔点较机床导轨基材的熔点低的热喷涂材料，通过加热喷枪一边对导轨加热一边向导轨输送热喷涂材料，控制加热温度，使热喷涂材料刚好充分熔化而导轨的基材不融化以在导轨基材与热喷涂材料界面上先形成一层液膜，液膜填满机床导轨的缺损部位后促使基材原子向液膜内溶解和扩散，从而使热喷涂材料与导轨熔合在一起；

冷却：热喷涂结束后，经过冷却措施使液膜凝固以在导轨上形成新的高强度连接层；

打磨：对导轨进行重新打磨，使其恢复原来的精度；

喷漆上油：对导轨非工作表面重新进行喷漆处理，且对工作表面上油。

2.根据权利要求1所述的机床导轨热喷涂修复方法，其特征在于：所述的表面清理还包括：采用喷砂，砂轮打磨或钻、挫等方法使导轨缺损部位形成合适的粗糙度以增加热喷涂材料的附着力，加快溶解扩散过程。

3.根据权利要求1所述的机床导轨热喷涂修复方法，其特征在于：所述的热喷涂材料为多元合金粉末，其主要成分是镍基合金粉末、镍铬硼硅型合金粉末、高硬度的钴基包覆粉。

4.根据权利要求1所述的机床导轨热喷涂修复方法，其特征在于：所述喷枪以氧气—乙炔气体作为热源。

5.根据权利要求1所述的机床导轨热喷涂修复方法，其特征在于：所述冷却措施为采用适当的保温缓冷措施。