CN110735136A - 一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法 - Google Patents

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王晓翔
李英男
吴贞号
孙艳东
佟磊
邹春利
林朋
王万林
彭程
王建文
徐翔
冯珂
周康杰
童杨
张成林
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SHANGHAI YUEQIAN LASER TECHNOLOGY Co.,Ltd.
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/058—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W

Abstract

本发明提供了一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，用于解决现有技术中捣固镐镐头容易磨损、断裂损坏的技术问题；包括：备料、预处理和激光熔覆。实施本发明的技术方案，在镐头强化区域激光熔覆强化合金粉末，可以提高镐头的抗疲劳断裂能力和耐磨性；预处理过程中对镐头进行激光熔凝处理，可提高镐头表面与熔覆层的冶金结合强度，延长镐头的使用寿命，降低镐头维护的时间成本和人力成本。

Description

一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法
技术领域
本发明涉及激光熔覆铁路维护领域，特别涉及一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法。
背景技术
铁路捣固机是用于捣实轨枕下面道碴的一种专业设备，具有重量轻、性能可靠、坚固耐用和使用起来灵活方便等特点，是铁路线路施工以及维护作业中不可缺少的工具。由于道床是散粒结构，作用于捣固镐的力很复杂，不仅有交变应力，而且有冲击磨损和滑动磨料磨损，导致捣固镐镐头易产生严重磨损和疲劳断裂失效，是铁路路基维护过程中消耗量最大、工况最恶劣的易损易耗部件。
目前，国内所使用的捣固镐主要为镐掌堆焊耐磨合金的低合金铸造捣固镐和整体铸造的热处理强化镐，但是都存在磨损量大和报废率高等问题，使施工成本大大增加以及延长工期；国外进口的镐头堆焊耐磨合金的锻造捣固镐具有耐磨性强、强度高、韧性好、使用性能好的优异性能，且可根据损耗情况进行返修，但是价格过于昂贵。
因此，需要一种工艺简单、性能优异的捣固镐镐头表面强化方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，本发明的技术方案是这样实施的：
一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，包括：S1：备料：配制强化复合粉末，并干燥；所述复合粉末包括强化合金粉末和碳化钨颗粒；所述强化合金粉末包含元素及质量百分比含量为：C 0.4％-0.8％；Si 3％-4.5％；B 2.5％-4％；Cr 12％-16％；Fe 0-10％；余量为Ni；所述复合粉末中碳化钨含量可在20％—55％之间配比；S2：预处理：S2.1：打磨捣固镐镐头表面的强化区域；S2.2：清洗所述强化区域，并干燥；S3：激光熔覆：使用所述复合粉末在所述强化区域进行激光熔覆，制备强化层。
优选地，所述碳化钨颗粒为尖角状包覆碳化钨颗粒，粒径为80-120μm。
优选地，所述捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，还包括S4：重复S3一次以上，在所述强化区域形成多层所述强化层。
优选地，所述捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，还包括S2.3：对所述强化区域激光熔凝，形成重熔区。
优选地，所述捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，还包括S2.4：对强化区域打磨，其后清洗并干燥。
优选地，S3中，所述强化层的厚度为0.5-4mm。
优选地，所述重熔区的厚度为0.4-1.5mm。
优选地，S3中，激光熔覆的方式为同轴送粉。
实施本发明的技术方案可解决现有技术中捣固镐镐头容易磨损、断裂损坏的技术问题；实施本发明的技术方案，在镐头强化区域激光熔覆强化合金粉末，可以提高镐头的抗疲劳断裂能力和耐磨性；预处理过程中对镐头激光熔凝，可提高镐头表面与熔覆层的冶金结合强度，延长镐头的使用寿命，降低镐头维护的时间成本和人力成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种具体实施方式的表面强化方法。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的一种具体实施方式中，一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，包括：S1：备料：配制强化复合粉末，并干燥；所述复合粉末包括强化合金粉末和碳化钨颗粒；所述强化合金粉末包含元素及质量百分比含量为：：C 0.6％； Si 3.5％；B 3％；Cr13.5％；Fe 3％；Ni 76.4％；余量为Ni；所述复合粉末中碳化钨含量为50％；S2：预处理：S2.1：打磨捣固镐镐头表面的强化区域；S2.2：清洗所述强化区域，并干燥；S3：激光熔覆：使用所述复合粉末在所述强化区域进行激光熔覆，制备强化层。
在该具体实施方式中，所述碳化钨颗粒为尖角状包覆碳化钨颗粒，粒径为 100μm。强化合金粉末的干燥方式为在真空干燥箱150℃下静置2小时，其后直接用于激光熔覆。使合金粉末彻底干燥可以防止在激光熔覆过程中，残留的水份蒸发导致在激光熔覆层中出现空洞，可以提高激光熔覆层的质量。S2.1中，对强化区域打磨，可以使其表面保持较高的平整度，使激光熔覆层均匀覆盖在强化区域上。S2.2中可以先后使用水和丙酮对强化区域进行清洗，可以充分清洗镐头表面的水溶性和脂溶性杂质，提高激光熔覆的质量。
在一种优选的实施方式中，捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，还包括 S2.4：对强化区域打磨，其后清洗并干燥。
在一种优选的实施方式中，捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，还包括 S2.3：对强化区域激光熔凝处理，形成重熔区。现有技术中，捣固镐镐头常使用灰铸铁作为材料，对灰铸铁材料的表面首先进行激光熔凝，可以消除或细化灰铸铁中的条状石墨，强化之后熔覆层与镐头基体的结合，适用于目前市场上的大部分捣固镐产品。
在一种优选的实施方式中，重熔区的厚度为0.4-1.5mm。
在该具体实施方式中，重熔区的厚度为0.5mm，对强化区域表面进行激光熔凝处理，可以消除或细化灰铸铁中的条状石墨，强化之后熔覆层与镐头基体的结合。
在一种优选的实施方式中，S3中，强化层的厚度为0.5-4mm。在该具体实施方式中，强化层的厚度为1mm。
在一种优选的实施方式中，捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，还包括S4：重复S3一次以上，在强化区域形成多层强化层。
当需要熔覆的厚度较厚时，用户可以使用多次熔覆的方法生成多层强化层。
在该具体实施方式中，强化层的厚度为1mm，用户可以根据强化金属粉末的种类、装置的规格、适用场景等参数选择合适的S3重复次数以及强化层的厚度。
在一种优选的实施方式中，S3中，激光熔覆的方式为同轴送粉，合金粉末经过干燥处理，可以提高熔覆层质量。
需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，其特征在于，包括：
S1：备料：配制强化复合粉末，并干燥；所述复合粉末包括强化合金粉末和碳化钨颗粒；所述强化合金粉末包含元素及质量百分比含量为：C 0.4％-0.8％；Si 3％-4.5％；B2.5％-4％；Cr 12％-16％；Fe 0-10％；余量为Ni；所述复合粉末中碳化钨含量可在20％—55％之间配比；
S2：预处理：
S2.1：打磨捣固镐镐头表面的强化区域；
S2.2：清洗所述强化区域，并干燥；
S3：激光熔覆：使用所述复合粉末在所述强化区域进行激光熔覆，制备强化层。
2.根据权利要求1所述的一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，其特征在于，所述碳化钨颗粒为尖角状包覆碳化钨颗粒，粒径为80-120μm。
3.根据权利要求2所述的一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，其特征在于，还包括S4：重复S3一次以上，在所述强化区域形成多层所述强化层。
4.根据权利要求3所述的一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，其特征在于，还包括S2.3：对所述强化区域激光熔凝，形成重熔区。
5.根据权利要求4所述的一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，其特征在于，还包括S2.4：对强化区域打磨，其后清洗并干燥。
6.根据权利要求5所述的一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，其特征在于，S3中，所述强化层的厚度为0.5-4mm。
7.根据权利要求6所述的一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，其特征在于，所述重熔区的厚度为0.4-1.5mm。
8.根据权利要求7所述的一种捣固镐镐头的激光熔覆表面强化方法，其特征在于，S3中，激光熔覆的方式为同轴送粉。
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