CN105779995A - 扁司轴套的激光修复工艺 - Google Patents

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Abstract

一种扁司轴套的激光修复工艺，其步骤包括：1）将待修复的扁司轴套清洗、探伤，上加工中心找正测量尺寸，去除表面1mm疲劳层，根据图纸确定磨损部位及磨损量并记录；2）预热所述扁司轴套至180‑200℃以去除油气、水汽，用双托轮托夹所述扁司轴套，采用合金粉激光修复所述磨损部位，所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C：0.7‑0.95%，Cr：23‑25%，Fe：2‑3%，B：0.6‑0.8%，Si：0.9‑1.3%，Mn：0.08‑0.5%，W：4‑7%，Ni：8‑10%，其余为Co；3）修复完成后对扁司轴套表面进行石棉保温，并缓冷至室温，然后检验尺寸并进行探伤、入库。本发明的扁司轴套的激光修复工艺根据不同扁司轴套的材质，基体硬度、强度要求配制相应的合金粉末，熔覆层厚度可以达到15mm不开裂、无气孔等堆焊缺陷。

Description

扁司轴套的激光修复工艺
技术领域
本发明涉及一种激光修复工艺，具体是一种扁司轴套的激光修复工艺。
背景技术
扁司轴套是钢厂轧机传动机构连接轧辊的关键零部件，其主要作用是带动轧辊的转动，由于其处在高温油蚀、高扭力、高强度磨损的环境中，所以对轴套的使用性能、强度要求极高。扁司轴套是一种外部圆形，内部由圆弧和平面组合，在有硬度及强度要求的条件下机械加工及其费事，其主要难点是内孔小而深，刀具由于支撑杆的粗细受限制和刀具磨损，就会在由外而内的加工过程中出现大小头现象，增加机械加工难度和成本。扁司轴套当前的现有情况是大部分是进口，因为国内制造的产品使用寿命很短，和进口还是有很大的差距。
现有激光加工技术中的积分镜由于受机加工技术限制是由多片平面镜、凸镜、凹镜等反射镜片组合而成，从45mm*45mm光斑经过几片不同方向的镜片压缩成10mm*1.5mm光斑，达到使用要求。扁司轴套的内孔由于型腔特殊，正常的激光熔覆只能修复到直径350mm，深300mm的空间，对于扁司轴套而言这远远不够。且轴套的内孔都已磨损，而且都没规则，不清楚哪里磨损多，哪里磨损少，失去了轴套的加工基准，因而需要通过找没有磨损的部位综合测量出轴套的基准点，并根据基准测量内孔磨损的多少进行激光熔覆。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种修复内孔深至1200mm的扁司轴套的激光修复工艺。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种扁司轴套的激光修复工艺，其步骤包括：
1）将待修复的扁司轴套清洗、探伤，上加工中心找正测量尺寸（即通过找没有磨损的部位综合测量出轴套的基准点），去除表面1mm疲劳层，根据图纸（即所述待修复的扁司轴套的原始设计图纸）确定磨损部位及磨损量并记录；
2）预热所述扁司轴套至180-200℃，以去除油气、水汽，用双托轮托夹所述扁司轴套，采用合金粉激光修复所述磨损部位，所述的合金粉末的组分及重量百分比含量是C：0.7-0.95%，Cr：23-25%，Fe：2-3%，B：0.6-0.8%，Si：0.9-1.3%，Mn：0.08-0.5%，W：4-7%，Ni：8-10%，其余为Co；
采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对所述扁司轴套进行连续搭接扫描，激光修复的参数：激光功率为1700W至2100W，标高为145mm至150mm，光斑尺寸为12mm×1.5mm或15mm×1.5mm，扫描速度为110mm/min至130mm/min，搭接量为6.5mm，送粉量为10g/min至15g/min；
3）修复完成后对扁司轴套表面进行石棉保温，并缓冷至室温，然后检验尺寸并进行探伤、入库。
所述二氧化碳激光器的激光镜头采用单片式积分镜，该单片式积分镜含12mm和15mm两种规格，在激光运行方向上，由45mm×45mm方形光斑经过积分镜转换成12mm×1.5mm或15mm×1.5mm的矩形光斑，进行熔覆，该单片式积分镜可修复到直径200mm，深1200mm的内孔空间。
单片式积分镜（生产商：库格勒KUGLER,型号：PA/W/65/45/90/150;Notes:sop12*1.5）是通过高精度三维加工机床把多片式积分系统整合成一片,为了实现更小的内孔加工，通过把常用焦距由300mm改成150mm，从而实现小孔的内壁焊接难题。此镜片在同一平面上要水平和垂直两个方向同时、但不同力度压缩方形45mm*45mm光斑成为12mm*1.5mm或15mm×1.5mm光斑，并且做到表面纳米级光洁度。
上述激光修复的送粉装置采用加长的皮带式重力送粉装置，该送粉装置由U形皮带进行送粉，可通过调整电机的转速控制送粉速度，该送粉装置工作时的送粉距离是150-1200mm。
本发明的技术效果：（1）本发明的扁司轴套的激光修复工艺根据不同扁司轴套的材质，基体硬度、强度要求配制相应的合金粉末，使修复后的扁司轴套具有更好的耐磨熔覆层，熔覆层厚度可以达到15mm不开裂、无气孔等堆焊缺陷；（2）激光镜头采用单片式积分镜，内孔空间可做到直径200mm，深1200mm，配合内孔专用的送粉装置，其工作效率比常用激光（窄带）的熔覆方式提高了三倍；（3）本工艺采用低温熔覆，预热温度控制在200℃以内，低温可以减小热变形，避免扁司轴套整体金相组织破坏，降低整体强度，从而提高了修复质量。
具体实施方式
实施例1
本实施例的扁司轴套的激光修复工艺，其步骤包括：
1）将待修复的扁司轴套清洗、探伤，上加工中心找正测量尺寸，去除表面1mm疲劳层，根据图纸确定磨损部位及磨损量并记录；
2）预热所述扁司轴套至185℃以去除油气、水汽，用双托轮托夹所述扁司轴套，采用合金粉激光修复所述磨损部位，所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C：0.7%，Cr：23%，Fe：3%，B：0.8%，Si：0.9%，Mn：0.2%，W：5%，Ni：8%，其余为Co；
采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对扁司轴套进行连续搭接扫描，激光修复的参数：激光功率为1900W，标高为150mm，光斑尺寸为12mm×1.5mm，扫描速度为130mm/min，搭接量为6.5mm，送粉量为12g/min；
3）修复完成后对扁司轴套表面进行石棉保温，并缓冷至室温，然后检验尺寸并进行探伤、入库。
实施例2
本实施例的扁司轴套的激光修复工艺，其步骤包括：
1）将待修复的扁司轴套清洗、探伤，上加工中心找正测量尺寸，去除表面1mm疲劳层，根据图纸确定磨损部位及磨损量并记录；
2）预热所述扁司轴套至200℃以去除油气、水汽，用双托轮托夹所述扁司轴套，采用合金粉激光修复所述磨损部位，所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C：0.8%，Cr：24%，Fe：2%，B：0.6%，Si：1%，Mn：0.08%，W：6%，Ni：10%，其余为Co；
采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对扁司轴套进行连续搭接扫描，激光修复的参数：激光功率为1800W，标高为150mm，光斑尺寸为12mm×1.5mm，扫描速度为120mm/min，搭接量为6.5mm，送粉量为10g/min；
3）修复完成后对扁司轴套表面进行石棉保温，并缓冷至室温，然后检验尺寸并进行探伤、入库。
实施例3
本实施例的扁司轴套的激光修复工艺，其步骤包括：
1）将待修复的扁司轴套清洗、探伤，上加工中心找正测量尺寸，去除表面1mm疲劳层，根据图纸确定磨损部位及磨损量并记录；
2）预热所述扁司轴套至180℃以去除油气、水汽，用双托轮托夹所述扁司轴套，采用合金粉激光修复所述磨损部位，所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C：0.95%，Cr：25%，Fe：3%，B：0.8%，Si：1.3%，Mn：0.5%，W：7%，Ni：8%，其余为Co；
采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对扁司轴套进行连续搭接扫描，激光修复的参数：激光功率为2100W，标高为150mm，光斑尺寸为15mm×1.5mm，扫描速度为110mm/min，搭接量为6.5mm，送粉量为15g/min；
3）修复完成后对扁司轴套表面进行石棉保温，并缓冷至室温，然后检验尺寸并进行探伤、入库。
实施例1-3中，二氧化碳激光器的激光镜头采用单片式积分镜，该单片式积分镜可修复到直径200mm，深1200mm的内孔空间。
实施例1-3中，激光修复的送粉装置采用加长的皮带式重力送粉装置，该送粉装置工作时的送粉距离是150-1200mm。
经检验，实施例1-3中，熔覆层厚度达13-15mm，符合耐磨要求，且无开裂、无气孔等堆焊缺陷，采用本工艺修复的扁司轴套内孔不会变形，使用寿命比基体或普通堆焊的使用寿命提高35%。

Claims (3)

1.一种扁司轴套的激光修复工艺，其特征在于：该激光修复工艺的步骤包括：
1）将待修复的扁司轴套清洗、探伤，上加工中心找正测量尺寸，去除表面1mm疲劳层，根据图纸确定磨损部位及磨损量并记录；
2）预热所述扁司轴套至180-200℃以去除油气、水汽，用双托轮托夹所述扁司轴套，采用合金粉激光修复所述磨损部位，所采用的合金粉末的组分及重量百分比含量是C：0.7-0.95%，Cr：23-25%，Fe：2-3%，B：0.6-0.8%，Si：0.9-1.3%，Mn：0.08-0.5%，W：4-7%，Ni：8-10%，其余为Co；
采用预置送粉的方式，以快速横流二氧化碳激光器为光源对扁司轴套进行连续搭接扫描，激光修复的参数：激光功率为1700W至2100W，标高为145mm至150mm，光斑尺寸为12mm×1.5mm或15mm×1.5mm，扫描速度为110mm/min至130mm/min，搭接量为6.5mm，送粉量为10g/min至15g/min；
3）修复完成后对扁司轴套表面进行石棉保温，并缓冷至室温，然后检验尺寸并进行探伤、入库。
2.如权利要求1所述的扁司轴套的激光修复工艺，其特征在于：所述二氧化碳激光器的激光镜头采用单片式积分镜，该单片式积分镜焦距为150mm，适于修复到直径200mm，深1200mm的内孔空间。
3.如权利要求2所述的扁司轴套的激光修复工艺，其特征在于：激光修复的送粉装置采用加长的皮带式重力送粉装置，该送粉装置工作时的送粉距离是150-1200mm。
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