CN104357835B - 一种在港机滑轮上制备激光熔覆铁基涂层的方法 - Google Patents
一种在港机滑轮上制备激光熔覆铁基涂层的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104357835B CN104357835B CN201410630945.1A CN201410630945A CN104357835B CN 104357835 B CN104357835 B CN 104357835B CN 201410630945 A CN201410630945 A CN 201410630945A CN 104357835 B CN104357835 B CN 104357835B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- port machine
- machine pulley
- port
- pulley
- carried out
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 42
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004372 laser cladding Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 30
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 28
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 14
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 abstract 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 4
- 208000035874 Excoriation Diseases 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
- C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Pulleys (AREA)
Abstract
一种在港机滑轮上制备激光熔覆铁基涂层的方法，步骤：将港机滑轮进行整体烘烤处理，然后表面进行清理去掉锈迹和油污；喷砂处理，并用压缩空气清砂，然后将其表面用碳素墨水涂黑；先对港机滑轮的绳槽底部进行激光熔覆，功率70％～80％，离焦量0，保护气2L/min～5L/min，搭接率50％～60％，机床转台的转动速度为0.18r/min～0.32r/min，送粉量为70g/min～90g/min；4)对绳槽侧壁激光熔覆，功率50％～60％，离焦量‑20mm～‑30mm，保护气2L/min～5L/min，搭接率30％～40％，转台转速为0.36r/min～0.6r/min；去应力热处理，随炉冷却。本发明工艺简单合理，制备的涂层无裂缝、硬度高，耐磨性能较基体提高3倍，大大提高了港机滑轮的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于表面加工与改性技术领域，涉及一种在铁基体上制备激光熔覆铁基耐磨大厚度涂层的方法，尤其涉及一种在港机滑轮上制备激光熔覆铁基涂层的方法。
背景技术
船舶及港机修造是我国长江三角洲地区海洋经济及内航经济的亮点。以浙江为例，共有各类修造船厂246家，有船台船坞共计1040个，舾装码头218个，共配备拖轮42艘，船舶修造能力已达2015万载重吨。另外，长江三角洲地区的起重港机和港作船舶也比较多，以宁波港为例，全港共有各种港作船舶120艘、各种起吊港机1500台，每年报废的起吊滑轮就达5000多件，均是由于绳槽磨损而报废。因此，船舶及港机装备部件尤其是港机滑轮的修复强化在长江三角洲地区具有极好的产业化前景。
激光表面强化技术随着大功率激光器技术的快速发展近年来在激光熔凝、激光表面合金化、激光熔覆技术等方面发展很快，制备的涂层与基体呈冶金结合，结合强度较高，且激光能量集中，热影响区小，能够保持基材原有的组织与形状，在修复港机滑轮方面有天然的优势。在港机滑轮上制备激光强化涂层，以提高其使用寿命，是一种很有应用潜力的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在港机滑轮上制备激光熔覆铁基涂层的方法，采用宽带激光光斑与多道激光熔覆层搭接的方法在氩气保护气氛下通过精密机床控制在港机滑轮上制备铁基耐磨涂层，制备的涂层耐磨性能好，大大提高了港机滑轮的使用寿命。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种在港机滑轮上制备激光熔覆铁基涂层的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将港机滑轮进行整体烘烤处理，然后对港机滑轮绳槽表面进行清理去掉锈迹和油污；
2)接着对港机滑轮进行喷砂处理，并用压缩空气清砂，然后将其表面用碳素墨水涂黑；
3)采用固体激光器对步骤2)处理后的港机滑轮进行激光熔覆，首先对港机滑轮的绳槽底部进行熔覆，功率70％～80％，离焦量0，保护气2L/min～5L/min，搭接率50％～60％，通过编程后，机床转台的转动速度为0.18r/min～0.32r/min，送粉量为70g/min～90g/min；
4)接着对港机滑轮的绳槽侧壁进行激光熔覆，功率为50％～60％，离焦量-20mm～-30mm，保护气2L/min～5L/min，搭接率30％～40％，通过编程，机床转台转速为0.36r/min～0.6r/min；
5)将激光熔覆后的港机滑轮进行去应力热处理，最后随炉冷却即可。
作为改进，所述步骤1)的烘烤处理的烘烤温度150℃～200℃，时间0.5h～1h，表面清理是指用丙酮去掉锈迹和油污。
作为改进，所述步骤3)、步骤4)的激光熔覆过程中机床转台需根据绳槽形状偏转，使熔覆面始终保持水平。
再改进，所述步骤5)的去应力热处理的温度为400℃～500℃，时间3h～4h。
固体激光器设备额定功率为3kW。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用宽带激光光斑与多道激光熔覆层搭接的方法在氩气保护气氛下通过精密机床控制在港机滑轮上制备铁基耐磨涂层。在激光熔覆过程中，针对港机滑轮绳槽的特殊形状，通过改变激光头焦距与改变搭接量相结合，在主要磨损的绳槽底部，采用无离焦量和大搭接量的方式，保证此部位涂层的硬度、厚度与结合力；在次要磨损的绳槽侧壁，采用负离焦和小搭接量的方式，提高加工速度，减少耗费。这样，使各部位都得到有效保护，且不会造成资源的浪费。本发明工艺简单，所制备的涂层，单道可达1.5mm，搭接后可达3.0mm，涂层无裂缝、硬度高，耐磨性能较基体提高3倍，大大提高了港机滑轮的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例1在港机滑轮绳槽底部的激光熔覆工艺示意图；
图2是本发明实施例1在港机滑轮绳槽侧壁的激光熔覆工艺示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
1)对港机滑轮进行整体150℃，0.5h的烘烤处理，清理可能存于其内的油污，并用丙酮去掉表面锈迹和油污；
2)对步骤1)处理的港机滑轮进行喷砂处理，并使用压缩空气对喷砂后的港机滑轮进行“清砂”处理，然后将其表面用碳素墨水涂黑；
3)对步骤2)处理的港机滑轮进行激光熔覆，采用IPG的固体激光器进行激光熔覆，将港机滑轮固定在机床转台上，采用功率70％，离焦量0，保护气2L/min，搭接率50％的方式对绳槽底部进行熔覆，如图1所示，激光头1对准港机滑轮2的绳槽底部，激光束及粉流3从激光头1中喷出，通过编程后，机床转台的转动速度为0.18r/min，送粉量为70g/min，图1中的虚线部分是机床转动一圈后(熔覆完一道)，激光头1与港机滑轮2的相对位置变化关系；
4)对港机滑轮的绳槽侧壁进行激光熔覆，如图2所示，激光头1对准港机滑轮2的绳槽侧壁，此时，功率为50％，离焦量-20mm，保护气2L/min，搭接率30％，通过编程，机床转台转速为0.36r/min；在此过程中机床转台根据绳槽形状偏转，使熔覆面始终保持水平，图2中的虚线部分是机床转动一圈后(熔覆完一道)，激光头1与港机滑轮2的相对位置变化关系；
5)将激光熔覆后的港机滑轮进行400℃，3h的去应力热处理，随炉冷却。
该实施例制备的样品进行性能测试
实施例2
1)对港机滑轮进行整体200℃，1h的烘烤处理，清理可能存于其内的油污，并用丙酮去掉表面锈迹和油污；
2)对步骤1)处理的港机滑轮进行喷砂处理，并使用压缩空气对喷砂后的港机滑轮进行“清砂”处理，然后将其表面用碳素墨水涂黑；
3)对步骤2)处理的港机滑轮进行激光熔覆，首先采用的功率80％，离焦量0，保护气5L/min，搭接率60％的方式对绳槽底部进行熔覆，通过编程后，机床转台的转动速度为0.32r/min，送粉量为90g/min；
4)接着对港机滑轮绳槽的侧壁进行激光熔覆，此时，功率为60％，离焦量-30mm，保护气5L/min，搭接率40％，通过编程，机床转台转速为0.6r/min；在步骤3)、4)过程中转台根据绳槽形状偏转，使熔覆面始终保持水平；
5)将激光熔覆后的港机滑轮进行500℃，4h的去应力热处理，随炉冷却。
该实施例制备的样品进行性能测试
实施例3
1)对港机滑轮进行整体175℃，0.75h的烘烤处理，清理可能存于其内的油污，并用丙酮去掉表面锈迹和油污；
2)对步骤1)处理的港机滑轮进行喷砂处理，并使用压缩空气对喷砂后的港机滑轮进行“清砂”处理，然后将其表面用碳素墨水涂黑；
3)对步骤2)处理的港机滑轮进行激光熔覆，首先采用的功率75％，离焦量0，保护气3.5L/min，搭接率55％的方式对绳槽底部进行熔覆，通过编程后，机床转台的转动速度为0.25r/min，送粉量为80g/min；
4)对步骤3)制备的港机滑轮绳槽的侧壁进行激光熔覆，此时，功率为55％，离焦量-25mm，保护气3.5L/min，搭接率35％，通过编程，机床转台转速为0.48r/min；在步骤3)、4)过程中转台根据绳槽形状偏转，使熔覆面始终保持水平；
5)将激光熔覆后的港机滑轮进行450℃，3.5h的去应力热处理，随炉冷却。
该实施例制备的样品进行性能测试
实施例4
1)对港机滑轮进行整体190℃，0.6h的烘烤处理，清理可能存于其内的油污，并用丙酮去掉表面锈迹和油污；
2)对步骤1)处理的港机滑轮进行喷砂处理，并使用压缩空气对喷砂后的港机滑轮进行“清砂”处理，然后将其表面用碳素墨水涂黑；
3)对步骤2)处理的港机滑轮进行激光熔覆，首先采用的功率73％，离焦量0，保护气2L/min，搭接率57％的方式对绳槽底部进行熔覆，通过编程后，机床转台的转动速度为0.25r/min，送粉量为70g/min；
4)对步骤3)制备的港机滑轮绳槽的侧壁进行激光熔覆，此时，功率为52％，离焦量-26mm，保护气2L/min，搭接率33％，通过编程，机床转台转速为0.6r/min；在步骤3)、4)过程中转台根据绳槽形状偏转，使熔覆面始终保持水平；
5)将激光熔覆后的港机滑轮进行430℃，4h的去应力热处理，随炉冷却。
该实施例制备的样品进行性能测试
Claims (4)
1.一种在港机滑轮上制备激光熔覆铁基涂层的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将港机滑轮进行整体烘烤处理，然后对港机滑轮绳槽表面进行清理去掉锈迹和油污；
2)接着对港机滑轮进行喷砂处理，并用压缩空气清砂，然后将其表面用碳素墨水涂黑；
3)采用固体激光器对步骤2)处理后的港机滑轮进行激光熔覆，首先对港机滑轮的绳槽底部进行熔覆，功率70％～80％，离焦量0，保护气2L/min～5L/min，搭接率50％～60％，通过编程后，机床转台的转动速度为0.18r/min～0.32r/min，送粉量为70g/min～90g/min；
4)接着对港机滑轮的绳槽侧壁进行激光熔覆，功率为50％～60％，离焦量-20mm～-30mm，保护气2L/min～5L/min，搭接率30％～40％，通过编程，机床转台转速为0.36r/min～0.6r/min；
5)将激光熔覆后的港机滑轮进行去应力热处理，最后随炉冷却即可。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)的烘烤处理的烘烤温度150℃～200℃，时间0.5h～1h，表面清理是指用丙酮去掉锈迹和油污。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)、步骤4)的激光熔覆过程中机床转台需根据绳槽形状偏转，使熔覆面始终保持水平。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5)的去应力热处理的温度为400℃～500℃，时间3h～4h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410630945.1A CN104357835B (zh) | 2014-11-11 | 2014-11-11 | 一种在港机滑轮上制备激光熔覆铁基涂层的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410630945.1A CN104357835B (zh) | 2014-11-11 | 2014-11-11 | 一种在港机滑轮上制备激光熔覆铁基涂层的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104357835A CN104357835A (zh) | 2015-02-18 |
| CN104357835B true CN104357835B (zh) | 2017-02-22 |
Family
ID=52525138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410630945.1A Expired - Fee Related CN104357835B (zh) | 2014-11-11 | 2014-11-11 | 一种在港机滑轮上制备激光熔覆铁基涂层的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104357835B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101338425A (zh) * | 2008-08-07 | 2009-01-07 | 沈阳大陆激光成套设备有限公司 | 铁路道岔滑床板表面耐磨抗蚀合金涂层激光熔覆工艺 |
| CN103046044A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-04-17 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 一种激光熔敷复合粉末及对废旧辊道辊表面再制造的方法 |
| CN103128122A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-06-05 | 中国兵器工业第五二研究所 | 一种复合结构的无缝钢管穿孔针及其制造方法 |
| CN103255412A (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种用于轧辊工作面的激光熔覆高硬度材料的工艺方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2478689B (en) * | 2008-12-23 | 2014-05-14 | Otis Elevator Co | In hoistway sheave resurfacing |
-
2014
- 2014-11-11 CN CN201410630945.1A patent/CN104357835B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101338425A (zh) * | 2008-08-07 | 2009-01-07 | 沈阳大陆激光成套设备有限公司 | 铁路道岔滑床板表面耐磨抗蚀合金涂层激光熔覆工艺 |
| CN103255412A (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 一种用于轧辊工作面的激光熔覆高硬度材料的工艺方法 |
| CN103046044A (zh) * | 2012-12-21 | 2013-04-17 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 一种激光熔敷复合粉末及对废旧辊道辊表面再制造的方法 |
| CN103128122A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-06-05 | 中国兵器工业第五二研究所 | 一种复合结构的无缝钢管穿孔针及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104357835A (zh) | 2015-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105177569B (zh) | 一种球磨铸铁表面激光修复方法 | |
| CN110273155A (zh) | 一种激光熔覆再造工艺 | |
| CN103540928B (zh) | 一种风管表面涂层的制造方法 | |
| CN102373468A (zh) | 宽带激光感应复合熔覆修复与表面强化模具的方法 | |
| CN107520526A (zh) | 一种防硫井口阀体焊接修复方法 | |
| CN105817832B (zh) | 压力容器现场修复与再制造工艺 | |
| CN101397663A (zh) | 一种带钢卷取机空心轴缺陷处理修复再造的新工艺方法 | |
| CN104741499B (zh) | 一种夹心层锻模及锻模夹心层堆焊的制备方法 | |
| CN101804709A (zh) | 耐磨件的耐磨结构及其修复加工工艺 | |
| CN105728724A (zh) | 一种链轮的3d打印修复方法 | |
| CN103084703A (zh) | 一种大型内空铸钢件挖补堆焊再制造方法 | |
| CN110257826A (zh) | 铸铁轧辊轴承位激光熔覆方法及激光熔覆用合金粉末 | |
| CN105154876A (zh) | 废旧铸钢走轮再制造方法 | |
| CN107335939A (zh) | 大型70Cr3Mo支承辊大厚度堆焊修复层及修复工艺 | |
| Zhemanyuk et al. | Experience of introduction of the technology of reconditioning microplasma powder surfacing at repair of high-pressure turbine blades in batch production | |
| CN102658417A (zh) | 高铬铸铁的铸造缺陷的焊补工艺 | |
| CN106271446A (zh) | 一种风电塔筒底座法兰的焊接生产工艺 | |
| CN107498203A (zh) | 一种电子束焊接与激光增材制造复合连接方法 | |
| CN105171330B (zh) | 气化炉激冷环修复方法 | |
| CN107876768A (zh) | 一种等离子3d打印装置和方法及其在特种耐磨材料修复中的应用 | |
| CN105598655A (zh) | 一种用电火花沉积结合焊接增强金属水轮机转轮叶片表面的方法 | |
| CN115341212A (zh) | 双光束超高速激光熔覆与激光冲击锻打的复合加工方法 | |
| CN109722664A (zh) | 一种新型钢轨修复用合金粉末及钢轨表面损伤修复的方法 | |
| CN104532131A (zh) | 一种提升轧机切分轮使用寿命的方法 | |
| CN106436500A (zh) | 一种磁悬浮用导轨及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170222 |