CN104313574B - 一种有色金属矿用导料槽的修复方法 - Google Patents

一种有色金属矿用导料槽的修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种有色金属矿用导料槽的修复方法，它主要包括以下步骤：(1)对设备解体拆卸和清洗，确定导料槽磨损部位及其尺寸；(2)采用半导体激光器干烧磨损部位；(3)将占总质量10—30％的WC粉末和占总质量70—90％的Fe6粉末放入机械式混粉器中，混合1‑2小时，制得Fe6+WC合金粉末；(4)采用大功率半导体激光器对干烧后的导料槽磨损部位熔覆上述合金粉末；(5)对熔覆后的导料槽表面进行机械加工，并检验是否有缺陷；校核再制造后的导料槽尺寸，合格后完成组装。本发明工艺简单、可控性强，能有效地提高导料槽的耐磨性，延长了使用寿命。

Description

一种有色金属矿用导料槽的修复方法
技术领域
本发明属于机械加工领域，特别涉及一种有色金属矿用导料槽的修复方法。
背景技术
导料槽是有色金属矿输送中的重要设备之一，其作用是将开采后的高硬度有色金属矿输送至破碎机中。目前导料槽一直是有色金属矿输送作业率提高的主要瓶颈，其中一个重要原因就是有色金属矿用导料槽的磨损较快、使用寿命短，一旦出现导料槽损坏现象就会中断连续生产，直接影响企业的生产成本和生产效率。
针对如何修复和提高有色金属矿用导料槽的寿命问题，目前最主要的方法是采用传统的硬面堆焊技术。但是，由于堆焊技术本身的局限性，极易在堆焊修复后的导料槽中产生气孔、夹杂和裂纹等缺陷；而且，修复中往往由于焊接热应力的存在，堆焊层中裂纹扩展到导料槽母材中，直接导致导料槽的报废。传统堆焊修复工艺已经无法满足大输送量、高硬度有色金属矿石输送的特殊要求，无法满足连续生产的需要，不具备良好的适应性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、可控性强、修复后的导料槽耐磨性明显提高，延长使用寿命的有色金属矿用导料槽的修复方法。
本发明主要是利用激光熔覆技术对有色金属矿用导料槽的疲劳损伤表面部位进行修复。
本发明的技术方案如下：
(1)修复之前设备解体拆卸，对即将要进行修复的导料槽表面进行清洗，去除表面杂质、油污等；
(2)确定导料槽的磨损部位及尺寸；
(3)对导料槽的磨损部位采用大功率半导体激光进行干烧，以提高硬度，半导体激光器的工艺参数为：激光功率P＝1600W，矩形光斑2.5×11.5mm，无搭接，扫描速度1400mm/min；
(4)将占总质量10—30％的WC粉末和占总质量70—90％的Fe6粉末放入机械式混粉器中，混合1-2小时，制得Fe6+WC合金粉末，所述WC粉末的粒度为100-300目，Fe6粉末的粒度为60-180目；
(5)采用大功率半导体激光器对干烧后的导料槽磨损部位熔覆上述合金粉末，采用同轴送粉方法，送粉器的粉末传输速度为100～300g/min，熔覆扫描工艺参数为：激光功率P＝1200～4000W，矩形光斑2.5×11.5mm，搭接率15％～50％，扫描速度300mm/min～1400mm/min；熔覆2-5层合金粉末，合金熔覆层厚度达到2-5mm；
(6)为去除应力，保持熔覆层合金硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，对激光熔覆再制造后的导料槽进行退火处理，温度为520-650℃，保温3小时，随炉冷却到150℃以下出炉；
(7)导料槽冷却后，对导料槽表面进行机械加工；
(8)检测是否存在气孔、夹渣、裂痕等缺陷；
(9)检验再制造后导料槽的尺寸，进行回装。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、工艺简单、可控性强。
2、有效地解决了传统堆焊等修复方法导致导料槽表面出现夹渣、气孔、裂痕等缺陷的问题，满足了生产过程中复杂工况下长时间连续工作的要求。
3、对预处理后的导料槽磨损部位采用大功率半导体激光进行干烧，提高磨损部位基材表面的硬度，形成了合理的硬度梯度过渡，不但避免了裂纹出现，而且再制造后的导料槽的使用寿命超过新导料槽的2倍以上。
具体实施方式
实施例1
首先对需要修复的材质为1Cr13的不锈钢导料槽部件进行拆解，清洗工件，并进行初步检查，确定导料槽的磨损部位，磨损量为3mm；采用大功率半导体激光器干烧导料槽的磨损部位，以提高其硬度，干烧的工艺参数为：激光功率P＝1600W，矩形光斑2.5×11.5mm，无搭接，扫描速度1400mm/min；将占总质量75％的粒度为为60-180目的Fe6粉末和占总质量25％的粒度为100-300目的WC粉末放入机械式混粉器中充分混合1小时，制得Fe6+WC合金粉末；采用同轴送粉方法，送粉器的粉末传输速度为100g/min；采用大功率半导体激光器扫描熔覆，熔覆的工艺参数为：激光功率P＝1200W，矩形光斑2.5×11.5mm，搭接率15％，扫描速度300mm/min，将上述合金粉末熔覆在干烧后的1Cr13不锈钢导料槽磨损表面，熔覆4层，合金层厚度为4mm；为了降低熔覆区的残余应力，保持熔覆金属硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，将熔覆好的导料槽后热处理温度为520℃，保温3小时，然后随炉缓冷到150℃出炉；导料槽冷却后，用铣床加工，将熔覆后的导料槽表面铣削去1mm；检测是否存在气孔、夹渣、裂痕等缺陷；检验再制造后导料槽的尺寸，进行回装。通过以WC为熔覆合金层的增强相，可使熔覆层中形成以WC颗粒为核心的块状析出物，有利于WC与铁基合金的结合，从而使得导料槽具有高寿命、高耐磨性、高强度等优异综合性能。
实施例2
首先对需要修复的材质为1Cr13的不锈钢导料槽部件进行拆解和清洗，并进行初步检查，确定导料槽的磨损部位，磨损量为4mm；采用大功率半导体激光器干烧导料槽的磨损部位，以提高其硬度，干烧的工艺参数为：激光功率P＝1600W，矩形光斑2.5×11.5mm，无搭接，扫描速度1400mm/min；将占总质量80％的粒度为为60-180目的Fe6粉末和占总质量20％的粒度为100-300目的WC粉末放入机械式混粉器中充分混合1.5小时，制得Fe6+WC合金粉末；采用同轴送粉方法，送粉器的粉末传输速度为180g/min；采用大功率半导体激光器扫描熔覆，熔覆的工艺参数为：激光功率P＝2000W，矩形光斑2.5×11.5mm，搭接率20％，扫描速度450mm/min，将上述合金粉末熔覆在干烧后的1Cr13不锈钢导料槽磨损表面，熔覆5层，合金层厚度为5mm；为了降低熔覆区的残余应力，保持熔覆金属硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，将熔覆好的导料槽后热处理温度为520℃，保温3小时，然后随炉缓冷到150℃出炉；导料槽冷却后，用铣床加工，将熔覆后的导料槽表面铣削去1mm；检测是否存在气孔、夹渣、裂痕等缺陷；检验再制造后导料槽的尺寸，进行回装。通过以WC为熔覆合金层的增强相，可使熔覆层中形成以WC颗粒为核心的块状析出物，有利于WC与铁基合金的结合，从而使得导料槽具有高寿命、高耐磨性、高强度等优异综合性能。
实施例3
首先对需要修复的材质为1Cr13的不锈钢导料槽部件进行拆解和清洗，并进行初步检查，确定导料槽的磨损部位，磨损量为2.5mm；采用大功率半导体激光器干烧导料槽的磨损部位，以提高其硬度，干烧的工艺参数为：激光功率P＝1600W，矩形光斑2.5×11.5mm，无搭接，扫描速度1400mm/min；将占总质量80％的粒度为为60-180目的Fe6粉末和占总质量20％的粒度为100-300目的WC粉末放入机械式混粉器中充分混合1.5小时，制得Fe6+WC合金粉末；采用同轴送粉方法，送粉器的粉末传输速度为200g/min；采用大功率半导体激光器扫描熔覆，熔覆的工艺参数为：激光功率P＝2500W，矩形光斑2.5×11.5mm，搭接率20％，扫描速度650mm/min，将上述合金粉末熔覆在干烧后的1Cr13不锈钢导料槽磨损表面，熔覆3层，合金层厚度为3mm；为了降低熔覆区的残余应力，保持熔覆金属硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，将熔覆好的导料槽后热处理温度为520℃，保温3小时，然后随炉缓冷到150℃出炉；导料槽冷却后，用铣床加工，将熔覆后的导料槽表面铣削去0.5mm；检测是否存在气孔、夹渣、裂痕等缺陷；检验再制造后导料槽的尺寸，进行回装。通过以WC为熔覆合金层的增强相，可使熔覆层中形成以WC颗粒为核心的块状析出物，有利于WC与铁基合金的结合，从而使得导料槽具有高寿命、高耐磨性、高强度等优异综合性能。
实施例4
首先对需要修复的材质为1Cr13的不锈钢导料槽部件进行拆解，清洗工件，并进行初步检查，确定导料槽的磨损部位，磨损量为3.5mm；采用大功率半导体激光器干烧导料槽的磨损部位，以提高其硬度，干烧的工艺参数为：激光功率P＝1600W，矩形光斑2.5×11.5mm，无搭接，扫描速度1400mm/min；将占总质量70％的粒度为为60-180目的Fe6粉末和占总质量30％的粒度为100-300目的WC粉末放入机械式混粉器中充分混合1.5小时，制得Fe6+WC合金粉末；采用同轴送粉方法，送粉器的粉末传输速度为150g/min；采用大功率半导体激光器扫描熔覆，熔覆的工艺参数为：激光功率P＝3500W，矩形光斑2.5×11.5mm，搭接率20％，扫描速度1000mm/min，将合金粉末熔覆在干烧后的1Cr13不锈钢导料槽磨损表面，熔覆4层，合金层厚度为4mm；为了降低熔覆区的残余应力，保持熔覆金属硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，将熔覆好的导料槽后热处理温度为520℃，保温3小时，然后随炉缓冷到150℃出炉；导料槽冷却后，用铣床加工，将熔覆后的导料槽表面铣削去0.5mm；检测是否存在气孔、夹渣、裂痕等缺陷；检验再制造后导料槽的尺寸，进行回装。通过以WC为熔覆合金层的增强相，可使熔覆层中形成以WC颗粒为核心的块状析出物，有利于WC与铁基合金的结合，从而使得导料槽具有高寿命、高耐磨性、高强度等优异综合性能。
实施例5
首先对需要修复的材质为1Cr13的不锈钢导料槽部件进行拆解，清洗工件，并进行初步检查，确定导料槽的磨损部位，磨损量为2mm；采用大功率半导体激光器干烧导料槽的磨损部位，以提高其硬度，干烧的工艺参数为：激光功率P＝1600W，矩形光斑2.5×11.5mm，无搭接，扫描速度1400mm/min；将占总质量90％的粒度为为60-180目的Fe6粉末和占总质量10％的粒度为100-300目的WC粉末放入机械式混粉器中充分混合1.5小时，制得Fe6+WC合金粉末；采用同轴送粉方法，送粉器的粉末传输速度为300g/min；采用大功率半导体激光器扫描熔覆，熔覆的工艺参数为：激光功率P＝4000W，矩形光斑2.5×11.5mm，搭接率50％，扫描速度1400mm/min，将合金粉末熔覆在干烧后的1Cr13不锈钢导料槽磨损表面，熔覆3层，合金层厚度为3mm；为了降低熔覆区的残余应力，保持熔覆金属硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，将熔覆好的导料槽后热处理温度为520℃，保温3小时，然后随炉缓冷到150℃出炉；导料槽冷却后，用铣床加工，将熔覆后的导料槽表面铣削去0.5mm；检测是否存在气孔、夹渣、裂痕等缺陷；检验再制造后导料槽的尺寸，进行回装。通过以WC为熔覆合金层的增强相，可使熔覆层中形成以WC颗粒为核心的块状析出物，有利于WC与铁基合金的结合，从而使得导料槽具有高寿命、高耐磨性、高强度等优异综合性能。
实施例6
首先对需要修复的材质为1Cr13的不锈钢导料槽部件进行拆解，清洗工件，并进行初步检查，确定导料槽的磨损部位，磨损量为4.5mm；采用大功率半导体激光器干烧导料槽的磨损部位，以提高其硬度，干烧的工艺参数为：激光功率P＝1600W，矩形光斑2.5×11.5mm，无搭接，扫描速度1400mm/min；将占总质量90％的粒度为为60-180目的Fe6粉末和占总质量10％的粒度为100-300目的WC粉末放入机械式混粉器中充分混合2小时，制得Fe6+WC合金粉末；采用同轴送粉方法，送粉器的粉末传输速度为300g/min；采用大功率半导体激光器扫描熔覆，熔覆的工艺参数为：激光功率P＝4000W，矩形光斑2.5×11.5mm，搭接率50％，扫描速度1400mm/min，将合金粉末熔覆在干烧后的1Cr13不锈钢导料槽磨损表面，熔覆5层，合金层厚度为5mm；为了降低熔覆区的残余应力，保持熔覆金属硬度的均匀一致性，防止产生冷裂纹，将熔覆好的导料槽后热处理温度为520℃，保温3小时，然后随炉缓冷到150℃出炉；导料槽冷却后，用铣床加工，将熔覆后的导料槽表面铣削去0.5mm；检测是否存在气孔、夹渣、裂痕等缺陷；检验再制造后导料槽的尺寸，进行回装。通过以WC为熔覆合金层的增强相，可使熔覆层中形成以WC颗粒为核心的块状析出物，有利于WC与铁基合金的结合，从而使得导料槽具有高寿命、高耐磨性、高强度等优异综合性能。

Claims (2)

1.一种有色金属矿用导料槽的修复方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)修复之前设备解体拆卸，对即将要进行修复的导料槽表面进行清洗，去除表面杂质、油污等；
(2)确定导料槽的磨损部位及尺寸；
(3)对导料槽的磨损部位采用大功率半导体激光进行干烧，干烧时半导体激光器的工艺参数为：激光功率P＝1600W，矩形光斑2.5×11.5mm，无搭接，扫描速度1400mm/min；
(4)将占总质量10—30％的WC粉末和占总质量70—90％的Fe6粉末放入机械式混粉器中，混合1-2小时，制得Fe6+WC合金粉末；
(5)采用大功率半导体激光器对干烧后的导料槽磨损部位熔覆上述合金粉末，采用同轴送粉方法，送粉器的粉末传输速度为100～300g/min，熔覆扫描工艺参数为：激光功率P＝1200～4000W，矩形光斑2.5×11.5mm，搭接率15％～50％，扫描速度300mm/min～1400mm/min；熔覆2-5层合金粉末，合金熔覆层厚度达到2-5mm；
(6)对激光熔覆后的导料槽进行退火处理，温度为520-650℃，保温3小时，随炉冷却到150℃以下出炉；
(7)导料槽冷却后，对导料槽表面进行机械加工；
(8)检测是否存在气孔、夹渣、裂痕等缺陷；
(9)检验再制造后导料槽的尺寸，进行回装。
2.根据权利要求1所述的一种有色金属矿用导料槽修复方法，其特征在于：所述WC粉末的粒度为100-300目，Fe6粉末的粒度为60-180目。
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