CN108179415B - 一种废旧矿山机械设备零件液压立柱的修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废旧矿山机械设备零件液压立柱的修复方法，属于设备维修技术领域。本发明以磨损厚度和跳动量为基准对液压立柱进行修复，这样做的目的是为了在修复过程中防止出现较大的偏差，同时最大程度的降低设备的磨损量和延长使用寿命。本发明的磨损量247.5×10‑5g相对于现有技术磨损量279.5×10‑5g降低11.45％，Ni60A+碳化铬的合金粉末的加入量为20％时，熔覆层腐蚀速率最小，Ni60A+42CrMo的合金粉末加入量为15％时，熔覆层腐蚀速率最小。对废旧矿山机械设备液压立柱修复时，在焊接电流为110A，对焊层数为双层其硬度值达到64.3HRC，具有较高的经济效益。

Description

一种废旧矿山机械设备零件液压立柱的修复方法
技术领域
本发明属于设备维修技术领域，具体涉及一种废旧矿山机械设备零件液压立柱的修复方法。
背景技术
矿山机械是直接用于矿物开采和富选等作业的机械。包括采矿机械和选矿机械。探矿机械的工作原理和结构与开采同类矿物所用的采矿机械大多相同或相似，广义上说，探矿机械也属于矿山机械。矿山机械设备是指专业从事采矿、选矿、探矿的机械，矿山作业中应用的大量起重机、输送机、通风机和排水机械等都统称为矿山机械设备。矿山机械设备主要分为采矿设备、选矿设备、和探矿设备，而选矿设备主要有颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机和反击式破碎机。
随着科技特别是矿山机械设备的不断进步，机械设备的复杂程度和技术水平大大提升，精密、自动化、智能化的新设备层出不穷，而机械设备在长期的使用过程中容易出现老化、损伤甚至失效等现象，使生产效率和产品质量降低，还可能造成机械受损甚至出现安全事故。由于矿山机械设备存在着潜在性和渐发性的特点，需要对机械设备进行定期的修复和更换。当前，对机械设备零件的修复主要通过局部更换法、换位法、镶补法、修理尺寸法、塑性变形法和利用波形键连接等方法对设备零件进行修复。现有技术中对设备零件的修复不够彻底，虽说在一定的程度上达到了一定的修复效果，但是设备零件在长期的使用过程中受到摩擦力等因素的影响，使得零件受损严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种修复成功率高，有效减少设备零件的磨损率的废旧矿山机械设备零件液压立柱的修复方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种废旧矿山机械设备零件液压立柱的修复方法，包括如下步骤：
1)确定液压立柱损伤区域，并对液压立柱表面进行尺寸检测，同时对弯曲度进行检验，得到磨损厚度D和跳动量M；
2)判断步骤1)中的磨损厚度d是否超过原镀铬层磨损厚度D的45％，在磨损厚度判断完成后进入跳动量判断，判断跳动量m与原跳动量M的差值的绝对值是否大于0.4mm；
3)当所述磨损厚度d＞原镀铬层磨损厚度D的45％时，并且跳动量m与原跳动量M的差值的绝对值≤0.4mm时，进入步骤4)；当所述磨损厚度d≤原镀铬层磨损厚度D的45％时，并且跳动量m与原跳动量M的差值的绝对值≤0.4mm时，或者当所述磨损厚度d＞原镀铬层磨损厚度D的45％时，并且跳动量m与原跳动量M的差值的绝对值＞0.4mm时，判断液压立柱镀铬表面是否存在局部缺陷，判断为存在时进入步骤5)，不存在局部缺陷时进入步骤6)；当所述磨损厚度d≤原镀铬层磨损厚度D的45％时，并且跳动量m与原跳动量M的差值的绝对值＞0.4mm时，则设备零件液压立柱正常，不需要修复；
4)当磨损厚度和跳动量差值都不符合标准时，先对液压支柱进行激光熔覆修理，然后采用喷涂设备进行喷涂处理；所述激光熔覆修理为：以27SiMn为基体，Ni60A+碳化铬的合金粉末或者Ni60A+42CrMo的合金粉末进行多道次搭接激光修复，以提高液压支柱的耐磨腐蚀性；所述激光熔覆过程中的参数为：激光功率为1.5～2.3KW，激光扫描速率为0.04～0.07m/s，送粉率为12～14mg/s，激光光斑直径为2.5～3.0mm，多道次搭接率为60～70％；
5)当液压立柱存在局部缺陷时，将基体材料为27SiMn的液压立柱进行预加工，然后进行两段式退火处理，其中第一段退火处理的温度为500～550℃，加热8～11h，当立柱表面温度达到400～440℃时，将退火温度降至400～450℃，保温1～1.5h；第二段退火处理的温度为230～260℃，加热4～9h，当立柱表面温度达到180～190℃时，将退火温度降至206～215℃，保温4～5h；退火后进行双层堆焊锻模处理和调质处理的步骤，所述双层堆焊之前退火温度升至300℃，随后转为正火，正火后继续回火的过程，所述正火温度为1000℃；回火温度为580℃；其力学性能指标为σs(屈服强度)≥380MPa，σb(抗拉强度)≥590MPa，δ(延伸率)≥14％，ψ(收缩率)≥30％；
6)对所述镀铬层进行整体剥除重新进行镀铬修复，当检测完成后对其剩余强度和剩余寿命进行评价。
进一步地，所述步骤4)中所述喷涂处理的制剂为润滑剂Q，所述润滑剂Q由如下重量份的原料组成：五氟乙烷29～37份、二季戊四醇23～33份、十二磷钨酸17～27份、轻体碳酸钙17～27份、高岭土14～26份、氧化铝晶须13～21份、有机硅树脂10～17份、石墨8～14份。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
1)本发明以磨损厚度和跳动量为基准对液压立柱进行修复，这样做的目的是为了在修复过程中防止出现较大的偏差，同时最大程度的降低设备的磨损量和延长使用寿命。
2)采用本发明的修复方法，使得液压立柱不但恢复图面原始尺寸，还更抗腐蚀，更抗磨损，大大延长了液压立柱的在机使用寿命，也节省了修复费用，合理地利用了空间，使得立柱检修效率有了很大的提升，减轻了劳动强度，保证了检修质量。
3)本发明采用激光修复和堆焊修复相结合具有涂层与基体结合牢固、组织致密等优点，再制造的立柱性能远优于电镀修复立柱的性能。
4)本发明的磨损量247.5×10-5g相对于现有技术磨损量279.5×10-5g降低11.45％，Ni60A+碳化铬的合金粉末的加入量为20％时，熔覆层腐蚀速率最小，Ni60A+42CrMo的合金粉末加入量为15％时，熔覆层腐蚀速率最小。对废旧矿山机械设备液压立柱修复时，在焊接电流为110A，对焊层数为双层其硬度值达到64.3HRC，具有较高的经济效益。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步地具体说明。应当理解，本发明的实施例并不局限于下面的实施例，对本发明所作的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明的保护范围。
实施例
一种废旧矿山机械设备零件液压立柱的修复方法，包括如下步骤：
1)确定液压立柱损伤区域，并对液压立柱表面进行尺寸检测，同时对弯曲度进行检验，得到磨损厚度D和跳动量M；
2)判断步骤1)中的磨损厚度d是否超过原镀铬层磨损厚度D的45％，在磨损厚度判断完成后进入跳动量判断，判断跳动量m与原跳动量M的差值的绝对值是否大于0.4mm；
3)当所述磨损厚度d＞原镀铬层磨损厚度D的45％时，并且跳动量m与原跳动量M的差值的绝对值≤0.4mm时，进入步骤4)；当所述磨损厚度d≤原镀铬层磨损厚度D的45％时，并且跳动量m与原跳动量M的差值的绝对值≤0.4mm时，或者当所述磨损厚度d＞原镀铬层磨损厚度D的45％时，并且跳动量m与原跳动量M的差值的绝对值＞0.4mm时，判断液压立柱镀铬表面是否存在局部缺陷，判断为存在时进入步骤5)，不存在局部缺陷时进入步骤6)；当所述磨损厚度d≤原镀铬层磨损厚度D的45％时，并且跳动量m与原跳动量M的差值的绝对值＞0.4mm时，则设备零件液压立柱正常，不需要修复；
4)当磨损厚度和跳动量差值都不符合标准时，先对液压支柱进行激光熔覆修理，然后采用喷涂设备进行喷涂处理；所述激光熔覆修理为：以27SiMn为基体，Ni60A+碳化铬的合金粉末或者Ni60A+42CrMo的合金粉末进行多道次搭接激光修复，以提高液压支柱的耐磨腐蚀性；所述激光熔覆过程中的参数为：激光功率为1.5～2.3KW，激光扫描速率为0.04～0.07m/s，送粉率为12～14mg/s，激光光斑直径为2.5～3.0mm，多道次搭接率为60～70％；所述喷涂处理的制剂为润滑剂Q，所述润滑剂Q由如下重量份的原料组成：五氟乙烷29～37份、二季戊四醇23～33份、十二磷钨酸17～27份、轻体碳酸钙17～27份、高岭土14～26份、氧化铝晶须13～21份、有机硅树脂10～17份、石墨8～14份；
5)当液压立柱存在局部缺陷时，将基体材料为27SiMn的液压立柱进行预加工，然后进行两段式退火处理，其中第一段退火处理的温度为500～550℃，加热8～11h，当立柱表面温度达到400～440℃时，将退火温度降至400～450℃，保温1～1.5h；第二段退火处理的温度为230～260℃，加热4～9h，当立柱表面温度达到180～190℃时，将退火温度降至206～215℃，保温4～5h；退火后进行双层堆焊锻模处理和调质处理的步骤，所述双层堆焊之前退火温度升至300℃，随后转为正火，正火后继续回火的过程，所述正火温度为1000℃；回火温度为580℃；其力学性能指标为σs(屈服强度)≥380MPa，σb(抗拉强度)≥590MPa，δ(延伸率)≥14％，ψ(收缩率)≥30％；
6)对所述镀铬层进行整体剥除重新进行镀铬修复，当检测完成后对其剩余强度和剩余寿命进行评价。
实验例
一、针对本发明的实施例相对于现有技术的磨损量做出如下对比试验，如表1所示：
由上表可知，本发明的磨损量247.5×10-5g相对于现有技术磨损量279.5×10-5g降低11.45％。
二、Ni60A+碳化铬的合金粉末或者Ni60A+42CrMo的合金粉末的加入量对熔覆层的耐蚀性如表2所示：
由表2可知，本发明Ni60A+碳化铬的合金粉末的加入量为20％时，熔覆层腐蚀速率最小，Ni60A+42CrMo的合金粉末加入量为15％时，熔覆层腐蚀速率最小。
三、不同堆焊工艺参数下的堆焊层的硬度如表3所示：
编号 焊接电流(A) 堆焊层数 硬度值(HRC)
1 100 1 57.6
2 100 2 58.9
3 110 1 58.1
4 110 2 64.3
5 125 1 58.7
6 125 2 60.3
由表3可知，在焊接电流为110A，对焊层数为双层其硬度值达到64.3HRC。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书范围之内。

Claims (2)

1.一种废旧矿山机械设备零件液压立柱的修复方法，其特征在于包括如下步骤：
1)确定液压立柱损伤区域，并对液压立柱表面进行尺寸检测，同时对弯曲度进行检验，得到磨损厚度D和跳动量M；
2)判断步骤1)中的磨损厚度D是否超过原镀铬层磨损厚度D的45％，在磨损厚度判断完成后进入跳动量判断，判断跳动量M与原跳动量M的差值的绝对值是否大于0.4mm；
3)当所述磨损厚度D＞原镀铬层磨损厚度D的45％时，并且跳动量M与原跳动量M的差值的绝对值≤0.4mm时，进入步骤4)；当所述磨损厚度D≤原镀铬层磨损厚度D的45％时，并且跳动量m与原跳动量M的差值的绝对值≤0.4mm时，或者当所述磨损厚度D＞原镀铬层磨损厚度D的45％时，并且跳动量M与原跳动量M的差值的绝对值＞0.4mm时，判断液压立柱镀铬表面是否存在局部缺陷，判断为存在时进入步骤5)，不存在局部缺陷时进入步骤6)；当所述磨损厚度D≤原镀铬层磨损厚度D的45％时，并且跳动量M与原跳动量M的差值的绝对值＞0.4mm时，则设备零件液压立柱正常，不需要修复；
4)当磨损厚度和跳动量差值都不符合标准时，先对液压支柱进行激光熔覆修理，然后采用喷涂设备进行喷涂处理；所述激光熔覆修理为：以27SiMn为基体，Ni60A+碳化铬的合金粉末或者Ni60A+42CrMo的合金粉末进行多道次搭接激光修复，以提高液压支柱的耐磨腐蚀性；所述激光熔覆过程中的参数为：激光功率为1.5～2.3kW，激光扫描速率为0.04～0.07m/s，送粉率为12～14mg/s，激光光斑直径为2.5～3.0mm，多道次搭接率为60～70％；
5)当液压立柱存在局部缺陷时，将基体材料为27SiMn的液压立柱进行预加工，然后进行两段式退火处理，其中第一段退火处理的温度为500～550℃，加热8～11h，当立柱表面温度达到400～440℃时，将退火温度降至400～450℃，保温1～1.5h；第二段退火处理的温度为230～260℃，加热4～9h，当立柱表面温度达到180～190℃时，将退火温度降至206～215℃，保温4～5h；退火后进行双层堆焊锻模处理和调质处理的步骤，所述双层堆焊之前退火温度升至300℃，随后转为正火，正火后继续回火的过程，所述正火温度为1000℃；回火温度为580℃；其力学性能指标为σs(屈服强度)≥380MPa，σb(抗拉强度)≥590MPa，δ(延伸率)≥14％，ψ(收缩率)≥30％；
6)对所述镀铬层进行整体剥除重新进行镀铬修复，当检测完成后对其剩余强度和剩余寿命进行评价。
2.根据权利要求1所述的一种废旧矿山机械设备零件液压立柱的修复方法，其特征在于所述步骤4)中所述喷涂处理的制剂为润滑剂Q，所述润滑剂Q由如下重量份的原料组成：五氟乙烷29～37份、二季戊四醇23～33份、十二磷钨酸17～27份、轻体碳酸钙17～27份、高岭土14～26份、氧化铝晶须13～21份、有机硅树脂10～17份、石墨8～14份。
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