CN110952091B - 一种穿管高温耐磨导板的加工工艺 - Google Patents

一种穿管高温耐磨导板的加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种穿管高温耐磨导板的加工工艺，包括如下步骤：S1、通过切削技术对待熔覆部位进行切削，直至获得熔覆加工所需的尺寸余量；S2、将基体放到退火炉内，进行升温加热及保温；S3、采用打磨机对待熔覆部位进行打磨；S4、编写熔覆程序，程序要求熔覆过程达到连贯，速度可调；S5、进行涂层的激光熔覆；S6、对熔覆层进行雕刻或车铣加工，以达到尺寸要求。本发明在相应的严格条件控制下，可减少熔覆层的裂纹及基体的变形等缺陷，提高熔覆层的质量，通过合理调控激光熔覆程序的工艺参数，熔覆过程达到连贯，速度可调，提高熔覆层与基体制件的冶金结合质量，减少热应力，减少熔覆层的裂纹及基体的变形等缺陷，易于工业化生产。

Description

一种穿管高温耐磨导板的加工工艺
技术领域
本发明属于激光熔覆技术领域，更具体地说，尤其涉及一种穿管高温耐磨导板的加工工艺。
背景技术
激光熔覆的原理就是利用高能激光束照射金属材料，使得其表面形成激光熔池，同时填注新的添加材料，待激光扫过之后一并冷却，由此在金属表面形成一层新的熔覆层。
由于在激光熔覆过程中，零件内部存在较大的热应力，会导致产生熔覆层开裂和基体变形问题。通过对原材料进行预处理及激光熔覆工艺的合理设计，可以改善熔覆层的界面结合和冶金质量，进而减少或消除熔覆层的裂纹及基体的变形等缺陷。
现有的穿管高温耐磨导板在加工的过程中在实际应用中的工艺繁杂、过程控制复杂，难以获得比较均匀的熔覆层及熔覆效果，难以适用于工业生产。
因此，我们提出一种穿管高温耐磨导板的加工工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，本发明步骤合理，通过相互协调作用、相辅相成的整个工艺步骤，在相应的严格条件控制下，可控性强，可减少熔覆层的裂纹及基体的变形等缺陷，提高熔覆层的质量，通过合理调控激光熔覆程序的工艺参数，熔覆过程达到连贯，速度可调，提高熔覆层与基体制件的冶金结合质量，减少热应力，减少熔覆层的裂纹及基体的变形等缺陷，易于工业化生产，而提出的一种穿管高温耐磨导板的加工工艺。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种穿管高温耐磨导板的加工工艺，包括如下步骤：
S1、将待加工的基体固定在车削床上，通过切削技术对待熔覆部位进行切削，直至原有的涂层完全脱离；
S2、将基体放到退火炉内，进行升温加热，直至温度达到480～520℃进行保温，保温1～3小时，关闭退火炉加热系统，自然冷却至40～50℃时，将基体从退火炉内取出，确保基体温度内外均匀，有利于避免抗高温熔覆层开裂；
S3、采用打磨机对待熔覆部位进行打磨，将退火时产生的氧化皮打磨干净；
S4、将基体装夹到激光熔覆设备上，编写熔覆程序，程序要求熔覆过程达到连贯，速度可调；
S5、进行涂层的激光熔覆，激光功率1200～1800W，熔覆速度80～90mm/min，功率过高或过低都容易导致涂层开裂，功率过低涂层还会出现熔覆不充分的缺陷；
S6、对熔覆层进行雕刻或车铣加工，以达到尺寸要求。
优选的，所述基体采用铸造的具有高强度的钢板。
优选的，所述S1中在通过切削技术对待熔覆部位进行切削后，对基体进行PT检测，为了确保待熔覆部位的原有的涂层完全脱离。
优选的，所述S2中在退火炉进行升温加热前，对退火炉进行抽真空，真空度为0.01～0.05MPa，设置退火炉升温速度为15～20℃/min，直至温度达到480～520℃。
优选的，所述S4中激光熔覆设备所采用的金属粉末具有良好的球形度及流动性，并且氧、氮和氢含量低于0.05％。
优选的，所述S5中进行涂层的激光熔覆前，采用氧、氮、氢分析仪对金属粉末进行检测，确保金属粉末中的氧、氮、氢含量满足要求。
优选的，所述S4中激光熔覆设备所采用的金属粉末的配方如下：
材料A占65～75％，材料B占8～12％，材料C占17～23％。
优选的，按照重量比计所述材料A中碳含量占1.65～2.65％，钒含量占1.35～1.95％，钼含量占0.5～0.75％，余量为铁；
所述材料B为镍包碳化铬，按照重量比计，其中碳化铬含量占80～90％，镍含量占10～20％；
所述材料C为钴包碳化钨，按照重量比计，其中钴含量占6～10％，碳化钨含量占90～94％。
本发明的技术效果和优点：
本发明提供的一种穿管高温耐磨导板的加工工艺，步骤合理，通过相互协调作用、相辅相成的整个工艺步骤，在相应的严格条件控制下，可控性强，可减少熔覆层的裂纹及基体的变形等缺陷，提高熔覆层的质量，通过合理调控激光熔覆程序的工艺参数，熔覆过程达到连贯，速度可调，提高熔覆层与基体制件的冶金结合质量，减少热应力，减少熔覆层的裂纹及基体的变形等缺陷，易于工业化生产。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例1
一种穿管高温耐磨导板的加工工艺，包括如下步骤：
S1、将待加工的基体固定在车削床上，通过切削技术对待熔覆部位进行切削，直至原有的涂层完全脱离；
S2、将基体放到退火炉内，进行升温加热，直至温度达到480℃进行保温，保温1小时，关闭退火炉加热系统，自然冷却至40℃时，将基体从退火炉内取出；
S3、采用打磨机对待熔覆部位进行打磨，将退火时产生的氧化皮打磨干净；
S4、将基体装夹到激光熔覆设备上，编写熔覆程序，程序要求熔覆过程达到连贯，速度可调；
S5、进行涂层的激光熔覆，激光功率1200W，熔覆速度80mm/min；
S6、对熔覆层进行雕刻或车铣加工，以达到尺寸要求。
所述基体采用铸造的具有高强度的钢板。
所述S1中在通过切削技术对待熔覆部位进行切削后，对基体进行PT检测。
所述S2中在退火炉进行升温加热前，对退火炉进行抽真空，真空度为0.01MPa，设置退火炉升温速度为15℃/min，直至温度达到480℃。
所述S4中激光熔覆设备所采用的金属粉末具有良好的球形度及流动性，并且氧、氮和氢含量低于0.05％。
所述S5中进行涂层的激光熔覆前，采用氧、氮、氢分析仪对金属粉末进行检测。
所述S4中激光熔覆设备所采用的金属粉末的配方如下：
材料A占65％，材料B占12％，材料C占23％；
按照重量比计所述材料A中碳含量占1.65％，钒含量占1.95％，钼含量占0.75％，余量为铁；
所述材料B为镍包碳化铬，按照重量比计，其中碳化铬含量占80％，镍含量占20％；
所述材料C为钴包碳化钨，按照重量比计，其中钴含量占6％，碳化钨含量占94％。
实施例2
一种穿管高温耐磨导板的加工工艺，包括如下步骤：
S1、将待加工的基体固定在车削床上，通过切削技术对待熔覆部位进行切削，直至原有的涂层完全脱离；
S2、将基体放到退火炉内，进行升温加热，直至温度达到500℃进行保温，保温2小时，关闭退火炉加热系统，自然冷却至45℃时，将基体从退火炉内取出；
S3、采用打磨机对待熔覆部位进行打磨，将退火时产生的氧化皮打磨干净；
S4、将基体装夹到激光熔覆设备上，编写熔覆程序，程序要求熔覆过程达到连贯，速度可调；
S5、进行涂层的激光熔覆，激光功率1500W，熔覆速度85mm/min；
S6、对熔覆层进行雕刻或车铣加工，以达到尺寸要求。
所述基体采用铸造的具有高强度的钢板。
所述S1中在通过切削技术对待熔覆部位进行切削后，对基体进行PT检测。
所述S2中在退火炉进行升温加热前，对退火炉进行抽真空，真空度为0.03MPa，设置退火炉升温速度为18℃/min，直至温度达到500℃。
所述S4中激光熔覆设备所采用的金属粉末具有良好的球形度及流动性，并且氧、氮和氢含量低于0.05％。
所述S5中进行涂层的激光熔覆前，采用氧、氮、氢分析仪对金属粉末进行检测。
所述S4中激光熔覆设备所采用的金属粉末的配方如下：
材料A占70％，材料B占10％，材料C占20％；
按照重量比计所述材料A中碳含量占2.15％，钒含量占1.65％，钼含量占0.6％，余量为铁；
所述材料B为镍包碳化铬，按照重量比计，其中碳化铬含量占85％，镍含量占15％；
所述材料C为钴包碳化钨，按照重量比计，其中钴含量占8％，碳化钨含量占92％。
实施例3
一种穿管高温耐磨导板的加工工艺，包括如下步骤：
S1、将待加工的基体固定在车削床上，通过切削技术对待熔覆部位进行切削，直至原有的涂层完全脱离；
S2、将基体放到退火炉内，进行升温加热，直至温度达到520℃进行保温，保温3小时，关闭退火炉加热系统，自然冷却至50℃时，将基体从退火炉内取出；
S3、采用打磨机对待熔覆部位进行打磨，将退火时产生的氧化皮打磨干净；
S4、将基体装夹到激光熔覆设备上，编写熔覆程序，程序要求熔覆过程达到连贯，速度可调；
S5、进行涂层的激光熔覆，激光功率1800W，熔覆速度90mm/min；
S6、对熔覆层进行雕刻或车铣加工，以达到尺寸要求。
所述基体采用铸造的具有高强度的钢板。
所述S1中在通过切削技术对待熔覆部位进行切削后，对基体进行PT检测。
所述S2中在退火炉进行升温加热前，对退火炉进行抽真空，真空度为0.05MPa，设置退火炉升温速度为20℃/min，直至温度达到520℃。
所述S4中激光熔覆设备所采用的金属粉末具有良好的球形度及流动性，并且氧、氮和氢含量低于0.05％。
所述S5中进行涂层的激光熔覆前，采用氧、氮、氢分析仪对金属粉末进行检测。
所述S4中激光熔覆设备所采用的金属粉末的配方如下：
材料A占75％，材料B占8％，材料C占17％；
按照重量比计所述材料A中碳含量占2.65％，钒含量占1.35％，钼含量占0.5％，余量为铁；
所述材料B为镍包碳化铬，按照重量比计，其中碳化铬含量占90％，镍含量占10％；
所述材料C为钴包碳化钨，按照重量比计，其中钴含量占10％，碳化钨含量占90％。
综上所述：本发明提供的一种穿管高温耐磨导板的加工工艺，骤合理，通过相互协调作用、相辅相成的整个工艺步骤，在相应的严格条件控制下，可控性强，可减少熔覆层的裂纹及基体的变形等缺陷，提高熔覆层的质量，通过合理调控激光熔覆程序的工艺参数，熔覆过程达到连贯，速度可调，提高熔覆层与基体制件的冶金结合质量，减少热应力，减少熔覆层的裂纹及基体的变形等缺陷，易于工业化生产。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (5)

1.一种穿管高温耐磨导板的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将待加工的基体固定在车削床上，通过切削技术对待熔覆部位进行切削，直至原有的涂层完全脱离；
S2、将基体放到退火炉内，进行升温加热，直至温度达到480～520℃进行保温，保温1～3小时，关闭退火炉加热系统，自然冷却至40～50℃时，将基体从退火炉内取出；
S3、采用打磨机对待熔覆部位进行打磨，将退火时产生的氧化皮打磨干净；
S4、将基体装夹到激光熔覆设备上，编写熔覆程序，程序要求熔覆过程达到连贯，速度可调；
S5、进行涂层的激光熔覆，激光功率1200～1800W，熔覆速度80～90mm/min；
S6、对熔覆层进行雕刻或车铣加工，以达到尺寸要求；
所述基体采用铸造的具有高强度的钢板；
所述S4中激光熔覆设备所采用的金属粉末的配方如下：
材料A占65～75％，材料B占8～12％，材料C占17～23％；
按照重量比计所述材料A中碳含量占1.65～2.65％，钒含量占1.35～1.95％，钼含量占0.5～0.75％，余量为铁；
所述材料B为镍包碳化铬，按照重量比计，其中碳化铬含量占80～90％，镍含量占10～20％；
所述材料C为钴包碳化钨，按照重量比计，其中钴含量占6～10％，碳化钨含量占90～94％。
2.根据权利要求1所述的一种穿管高温耐磨导板的加工工艺，其特征在于：所述S1中在通过切削技术对待熔覆部位进行切削后，对基体进行PT检测。
3.根据权利要求1所述的一种穿管高温耐磨导板的加工工艺，其特征在于：所述S2中在退火炉进行升温加热前，对退火炉进行抽真空，真空度为0.01～0.05MPa，设置退火炉升温速度为15～20℃/min，直至温度达到480～520℃。
4.根据权利要求1所述的一种穿管高温耐磨导板的加工工艺，其特征在于：所述S4中激光熔覆设备所采用的金属粉末具有良好的球形度及流动性，并且氧、氮和氢含量低于0.05％。
5.根据权利要求1所述的一种穿管高温耐磨导板的加工工艺，其特征在于：所述S5中进行涂层的激光熔覆前，采用氧、氮、氢分析仪对金属粉末进行检测。
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