CN104846365B - 一种钢圈的激光热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钢圈的激光热处理工艺,包括如下步骤:(1)预处理;(2)探伤确定区域;(3)观察并测量钢圈表面所修复的范围,根据测量结果在控制柜进行编程,编写到PLC控制系统中;(4)打开气源,输出二氧化碳、氮气、氦气;(5)打开激光器,调节光斑宽度为9mm,并采用WC‑12Co纳米材料作为熔覆材料,铺设厚度为0.5mm;(6)后期处理。本发明采用激光熔覆的方法,将按照特定配比制成的WC‑12Co纳米材料熔覆在钢圈的表面形成熔覆层,在实现对钢圈修复的同时,改善了钢圈的机械性能,即硬度、耐磨性、韧性都得以提升,实现了钢圈的再制造,避免了资源的浪费,节约了设备的维护和使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及热处理技术领域,具体的说是一种钢圈的激光热处理工艺。
背景技术
钢圈是拉丝机上用来拉铜线的部件,使用时,铜线会在一排钢圈上缠绕着,在拉丝的过程中,会对钢圈产生一定的磨损,影响到铜线的拉丝成型的效果和质量。则需要及时的更换钢圈,以保证生产加工的质量,拆卸钢圈时,需要将整机停止工作,影响到了铜线的正常拉丝成型加工,降低了工厂的生产效益,且拆卸后更换上新的钢圈成本较高,仍需要定期的更换,维护成本较高;拆下的磨损的钢圈并未回收利用,导致严重的资源浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钢圈的激光热处理工艺,针对磨损后的钢圈进行进一步的处理,以确保再制造后的钢圈符合使用的性能需求,实现了钢圈的回收再利用,使得加工出的铜线符合使用要求,避免了资源的浪费。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种钢圈的激光热处理工艺,包括如下步骤:
(1)预处理:除去钢圈表面的油污、锈斑;
(2)探伤确定区域:采用X射线探伤对清洗干净的钢圈表面进行探伤,以确定熔覆区域;
(3)观察并测量钢圈表面所修复的范围,根据测量结果在控制柜进行编程,使扫面速度控制在17mm/s,钢圈的转速控制在850r/h,编写到PLC控制系统中;
(4)打开气源,输出二氧化碳、氮气、氦气,并把气体的输出量调整为二氧化碳:氮气:氦气=1:1:20,同时调控气体压力:二氧化碳不低于0.6MPa,氦气不低于0.45MPa,氮气不低于0.3MPa,这些气体作为保护气体,在激光熔覆的过程中,处于高温的熔覆层可以避免受到外界气体的氧化作用,确保了熔覆的质量和最终处理后的钢圈的性能;
(5)打开激光器,调节光斑宽度为9mm,并采用WC-12Co纳米材料作为熔覆材料,铺设厚度为0.5mm,WC-12Co纳米材料制成的熔覆层,耐腐蚀、耐磨损和耐高温性能较好,可改善磨损后的钢圈性能,以延长钢圈的使用寿命;
(6)后期处理:采用金钢锉抛光处理,完成表面修复处理。
所述WC-12Co纳米材料包括以下组分:WC为85%,Co为12%,微量元素为3%。
所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti、Al,所述C、Si、Mo、Ti、Al按照质量百分比为2.8:3:1:2.2:1的比例混合。本发明采用WC-12Co纳米材料,并按照特定的配比进行混合,再利用激光熔覆在钢圈的表面形成熔覆层,实现对磨损后的钢圈的修复,同时机械性能也得到改善,有助于延长钢圈的使用寿命。
本发明的有益效果是:本发明采用激光熔覆的方法,将按照特定配比制成的WC-12Co纳米材料熔覆在钢圈的表面形成熔覆层,在实现对钢圈修复的同时,改善了钢圈的机械性能,即硬度、耐磨性、韧性都得以提升,实现了钢圈的再制造,避免了资源的浪费,节约了设备的维护和使用成本。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面对本发明进一步阐述。
实施例一:一种钢圈的激光热处理工艺,包括如下步骤:
(1)预处理:除去钢圈表面的油污、锈斑;
(2)探伤确定区域:采用X射线探伤对清洗干净的钢圈表面进行探伤,以确定熔覆区域;
(3)观察并测量钢圈表面所修复的范围,根据测量结果在控制柜进行编程,使扫面速度控制在17mm/s,钢圈的转速控制在850r/h,编写到PLC控制系统中;
(4)打开气源,输出二氧化碳、氮气、氦气,并把气体的输出量调整为二氧化碳:氮气:氦气=1:1:20,同时调控气体压力:二氧化碳不低于0.6MPa,氦气不低于0.45MPa,氮气不低于0.3MPa,这些气体作为保护气体,在激光熔覆的过程中,处于高温的熔覆层可以避免受到外界气体的氧化作用,确保了熔覆的质量和最终处理后的钢圈的性能;
(5)打开激光器,调节光斑宽度为9mm,并采用WC-12Co纳米材料作为熔覆材料,铺设厚度为0.5mm,WC-12Co纳米材料制成的熔覆层,耐腐蚀、耐磨损和耐高温性能较好,可改善磨损后的钢圈性能,以延长钢圈的使用寿命;
(6)后期处理:采用金钢锉抛光处理,完成表面修复处理。
所述WC-12Co纳米材料包括以下组分:WC为85%,Co为12%,微量元素为3%。
所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti、Al,所述C、Si、Mo、Ti、Al按照质量百分比为2.8:3:1:2.2:1的比例混合。本发明采用WC-12Co纳米材料,并按照特定的配比进行混合,再利用激光熔覆在钢圈的表面形成熔覆层,实现对磨损后的钢圈的修复,同时机械性能也得到改善,有助于延长钢圈的使用寿命。
为了论证本发明的实际效果,特通过实验对实施例一实施后的钢圈进行检测,检测结果的数据如下:
硬度(HRC) | 熔覆层密度(g/cm3) |
74 | 14.7 |
由上述实验数据可知,经过激光熔覆后的钢圈,硬度可达HRC74,熔覆层的密度达14.7g/cm3,并在相同的实验条件和参数下进行了磨损量测试对比试验,试验数据如下:
测试前(g) | 测试后(g) | 损失(mg) | |
实施例一 | 76.3584 | 76.3578 | 0.6 |
对比组 | 69.8641 | 69.8498 | 14.3 |
其中,对比组为Q235制成的钢圈,Q235的磨损量为熔覆层的24倍,可见,采用激光熔覆后,齿圈的耐磨性能得到了极大的提升,从而在拉丝机上进行铜线的拉丝操作时,可延长钢圈的使用寿命,避免了因钢圈的耐磨性差而频繁更换钢圈,提高了铜线拉丝处理的效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受步骤实施例的限制,步骤实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种钢圈的激光热处理工艺,包括如下步骤:
(1)预处理:除去钢圈表面的油污、锈斑;其特征在于:还包括:
(2)探伤确定区域:采用X射线探伤对清洗干净的钢圈表面进行探伤,以确定熔覆区域;
(3)观察并测量钢圈表面所修复的范围,根据测量结果在控制柜进行编程,使扫面速度控制在17mm/s,钢圈的转速控制在850r/h,编写到PLC控制系统中;
(4)打开气源,输出二氧化碳、氮气、氦气,并把气体的输出量调整为二氧化碳:氮气:氦气=1:1:20,同时调控气体压力:二氧化碳不低于0.6MPa,氦气不低于0.45MPa,氮气不低于0.3MPa;
(5)打开激光器,调节光斑宽度为9mm,并采用WC-12Co纳米材料作为熔覆材料,铺设厚度为0.5mm,所述WC-12Co纳米材料包括以下组分:WC为85%,Co为12%,微量元素为3%,所述微量元素包括C、Si、Mo、Ti、Al,所述C、Si、Mo、Ti、Al按照质量百分比为2.8:3:1:2.2:1的比例混合;
(6)后期处理:采用金钢锉抛光处理。
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