CN113199213B - 一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺 - Google Patents

一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，包括以下步骤：一、下料；二、校直；三、粗加工；四、激光熔覆；五、精车削；六、表面光整，得到采煤机摇臂中心水管。本发明在动密封段上加工出激光熔覆段和非激光熔覆段，并在激光熔覆段通过激光熔覆制备有激光熔覆层，在减少了进行激光熔覆区域的同时，并不影响中心水管的使用，通过控制激光熔覆的参数，提高了激光熔覆的效率，保证了熔覆层表面平整，精度控制较高，保证了熔覆层饱满，通过激光熔覆替代传统镀铬工艺，提高了动密封段的耐磨性能和耐腐蚀性能，保证了动密封段在相对运动时也能起到优异的密封作用，具有更高的密封效果，在中心水管运动时仍能稳定密封。

Description

一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺
技术领域
本发明属于采煤机摇臂技术领域，具体涉及一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺。
背景技术
随着科技的快速发展，高速激光熔覆技术已广泛应用于机械制造与再制造、汽车制造、纺织机械、航海与航天和石油化工等领域。激光熔覆技术已在产品再制造领域得到了广泛应用。
光整加工技术具有操作简单、绿色环保、安全可靠、精度高效率高的特点。目前，国内已经形成每两年举办一次国际光整加工技术及表面工程学术会议的机制，很多新理论、新工艺、新技术、新装备层出不断，整个光整加工技术的研究及应用呈现了加速发展的良好态势。
中心水管是采煤冷却喷雾系统中最重要的部件之一，其使用工况比较特殊，要求有较高的硬度、耐磨性和抗腐蚀性，目前多数煤机行业均采用不锈钢中心水管，其特点有质地轻、防锈等特性，而中心水管基体材料是0Cr18Ni9不锈钢，质地较软，不易处理来达到耐磨、防腐蚀等特性。为达到中心水管在采煤机使用过程中的良好应用性能，行业中生产制造时，密封端普遍采用镀硬铬工艺，另一端保持基体原态。在采煤机内部工作时，非镀铬层一端和法兰组件相对静止，属于静密封；镀铬层装有轴承，水封等部件，在采煤机内部产生相对运动，属于动密封。表面的粗糙度直接影响动密封的效果。所以加工质量直接关系到摇臂的润滑和冷却喷雾系统稳定性和可靠性，是保证采煤机摇臂正常工作的关键零部件，直接影响着摇臂的使用寿命。
传统采煤机摇臂中心水管采用不锈钢管镀铬的工艺来满足其使用要求。而镀铬存在生产周期较长，质量不稳定等制约产品质量因素，镀铬产生的废水、废气对环境污染比较严重，环保问题在当今社会是备受关注和重视，绿色环保的可持续发展理念也是贯彻于各行各业。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺。该工艺在动密封段上加工出激光熔覆段和非激光熔覆段，并在激光熔覆段通过激光熔覆制备有激光熔覆层，提高了动密封段的耐磨性能和耐腐蚀性能，保证了动密封段在相对运动时也能起到优异的密封作用，具有更高的密封效果，在中心水管运动时仍能稳定密封，通过控制激光熔覆的参数，提高了激光熔覆的效率，保证了熔覆层表面平整，精度控制较高，保证了熔覆层饱满，在减少了进行激光熔覆区域的同时，并不影响中心水管的使用，节约了资源，降低了成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
步骤一、下料：对管材进行锯料，得到中心水管毛料；所述中心水管毛料的长度为L，外径为D，内径为d；
步骤二、校直：将步骤一中得到的中心水管毛料进行校直，得到校直后的中心水管毛料；
步骤三、粗加工：将步骤二中得到的校直后的中心水管毛料进行车削加工，得到中心水管坯料；所述中心水管坯料由一体成型的且依次连接的动密封段、主体段和静密封段组成，所述主体段的外径为D，内径为d，所述动密封段的外径为D1，内径为d，所述静密封段的外径为D2，内径为d，所述动密封段由激光熔覆段和与主体段连接的非激光熔覆段组成，所述激光熔覆段的外径为D3，其中D1＝D-(5mm～10mm)，D2＝D-(1.5mm～4.4mm)，D3＝D1-(0.5mm～1.0mm)；
步骤四、激光熔覆：将激光熔覆用金属粉末进行预热，然后采用经预热后的金属粉末对步骤三中得到的中心水管坯料进行激光熔覆，在中心水管坯料的激光熔覆段外表面激光熔覆焊接激光熔覆层，得到中心水管前驱体；所述中心水管前驱体激光熔覆后的激光熔覆段的外径为D4，其中D4＝D3+(1.4mm～2.5mm)；
步骤五、精车削：将步骤四中得到的中心水管前驱体进行精车削，得到精车削后的中心水管前驱体；所述精车削的过程为：将中心水管前驱体的动密封段的外径车削为D1，静密封段的外径车削为D5，其中D5＝D2-(0.4mm～0.6mm)；
步骤六、表面光整：将步骤五中得到的精车削后的中心水管前驱体进行表面光整，得到采煤机摇臂中心水管。
本发明将校直后的中心水管毛料进行粗加工，得到由动密封段、主体段和静密封段组成的中心水管坯料，并且在动密封段上加工出激光熔覆段和非激光熔覆段，在激光熔覆段制备有激光熔覆层提高了动密封段的耐磨性能和耐腐蚀性能，保证了动密封段在相对运动时也能起到优异的密封作用，具有更高的密封效果，在中心水管运动时仍能稳定密封，非激光熔覆段是装轴承的区域，对耐磨性没要求，不需要激光熔覆，本发明在减少了进行激光熔覆区域的同时，并不影响中心水管的使用，节约了资源，降低了成本，通过使激光熔覆段的外径小于非激光熔覆段也保证了中心水管的动密封段在具有激光熔覆层后能保持表面平整；
本发明在加工过程中均留有一定的加工余量，在激光熔覆后，进行精车削，熔覆层的表面粗糙度值比较大，必须通过机械加工的方法去除表面材料才能形成较低粗糙度值的加工面，激光熔覆层厚度也留有加工余量，经过精车削保证了动密封段与静密封段的同轴度，可行性高；
本发明中激光熔覆层与中心水管基材之间的结合方式属于冶金结合，冶金结合的熔合区对熔覆层和基材性能会有一个再结晶的过程，这个过渡层的硬度等机械性能存在一个稀释率的问题，熔合区过渡层厚度与硬度之间有一个急速下降的过程，熔覆过程对合金粉末和基材的性能都会有所稀释，所以本发明通过控制激光熔覆层的厚度，既可以保证耐磨性，又对生产成本有较好的控制，制备效率高，激光熔覆层太厚会过多的影响中心水管基材的性能，降低中心水管心部的韧性，生产成本也更高，激光熔覆粉末消耗多，后续加工余量大，需要的时间也更长，激光熔覆层太薄，激光熔覆层会有所稀释，表面硬度会达不到熔覆粉末的真实硬度，不满足设计要求，耐磨性相对较差，耐磨损时间会更短。
本发明的采煤机摇臂中心水管通过设置主体段，直径大，壁厚更厚，提高了中心水管整体的刚性强度，保证了中心水管的结构强度和耐用性，通过设置动密封段和静密封段，保证了将采煤机摇臂内的润滑油与中心水管内的冷却水分离开，防止油水混合导致的采煤机摇臂里的润滑油乳化，使摇臂不能正常工作，通过在动密封段外表面激光熔覆焊接有激光熔覆层，提高了动密封段的耐磨性能和耐腐蚀性能，保证了动密封段在相对运动时也能起到优异的密封作用，具有更高的密封效果，在中心水管运动时仍能稳定密封。
上述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤二中所述校直后的中心水管毛料的不直度小于0.5mm。本发明通过校直处理并控制不直度，提高中心水管毛料的直线度，从而保证了采煤机摇臂中心水管的直线度。
上述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤三中所述中心水管坯料的动密封段和主体段、主体段和静密封段的衔接过渡处均为圆弧过渡。本发明通过圆弧过渡，提高中心水管的整体受力性能，提高中心水管的使用寿命，防止动密封段和主体段、主体段和静密封段的外径不同形成的直棱直角所导致的应力集中，影响中心水管的使用寿命。
上述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤三中所述激光熔覆段和非激光熔覆段的连接处进行20°倒角，所述中心水管坯料两端的内侧均进行1.5×30°倒角。本发明通过在激光熔覆段和非激光熔覆段的连接处进行倒角，便于激光熔覆形成良好的熔覆层，防止了直棱直角激光熔覆时根部热量不集中，金属粉末不能重复熔化，容易出现未熔合、气孔等缺陷的不足；通过在中心水管坯料两端的内侧均进行倒角，安装时有导向作用，便于安装。
上述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤三中所述激光熔覆段的长度大于非激光熔覆段的长度。本发明通过控制激光熔覆层的长度，保证了动密封段端部与采煤机摇臂中心水路连接的部分密封性、耐磨性和耐腐蚀性优异，动密封段与主体段连接的区域仅用来装载轴承，对耐磨性和耐腐蚀性无要求，无需设置激光熔覆层，降低了成本，提高了效率。
上述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤四中所述金属粉末由以下重量百分数的组分组成：Cu 0.09％～0.12％，Mo 0.21％～0.27％，Ni2.1％～2.5％，Mn 0.2％～0.3％，Cr 17.1％～19.4％，Co 0.25％～0.4％，余量为Fe；所述金属粉末的粒度范围为17μm～53μm；所述预热的温度为65℃～75℃，时间不少于10min。本发明通过控制激光熔覆用金属粉末的组成，具有耐磨性好、耐腐蚀性好，硬度高，抗裂性好的优点，通过控制金属粉末的粒度，适合于高速或超高速激光熔覆，效率高，成型表面平整，尺寸精度高，熔覆需要的热输入相对较小，适合薄壁件激光熔覆，对工件产生的热变形小；本发明通过将金属粉末进行预热，对金属粉末进行烘干，去除金属粉末中的水分，防止金属粉末带有水分导致的熔覆时出现气孔、裂纹等焊接缺陷的不足，通过控制预热的温度和时间对金属粉末的水分进行充分去除，避免了预热温度过低导致的不能充分去除水分和温度过高导致的发生氧化的不足。
上述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤四中所述激光熔覆的条件为：采用直径为1.8mm～2.2mm的圆光斑，离焦量为10mm～12mm，激光功率为2800W～3000W，熔覆线速度为300mm/s，保护气为质量纯度大于99.9％的氩气，保护气流量为8L/min～9L/min，搭接率为50％～63％，送粉量为2.5r/min～4r/min，送粉气压为0.4MPa～0.6MPa。本发明通过控制圆光斑的直径和离焦量，是能量聚焦，热量集中，将热量聚集到一个较小的范围内，热量利用率高，通过控制激光功率，控制热输入，保证了金属粉末的熔化的熔池的打开，利于对激光熔覆时变形量的控制，提高了激光熔覆的效率，通过控制熔覆线速度，保证了熔覆速度快，熔覆效率高，有利于熔覆层的快速冷却，便于实现激光熔覆控制热输入，控制热变形，通过控制保护气的质量纯度和保护气流量，防止引入其他杂质，保护熔池处于保护气氛氛围，保证了熔池金属不被氧化，为熔池再结晶提供良好的抗氧化氛围，从而形成良好的熔覆层，避免气体流量过大造成的浪费和流量过小造成的保护不充分，通过控制搭接率，保证了熔覆层表面平整，熔覆层厚度更容易控制，精度控制较高，便于实现加工余量控制，通过控制送粉量和送粉气压，提高了熔覆效率，熔覆层成型好，防止金属粉末浪费和外表面上层金属粉末未能及时熔覆的不足，保证了熔覆层饱满。
上述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤五中所述精车削后的中心水管前驱体的动密封段和静密封段的同轴度不大于0.05mm，粗糙度不大于Ra1.6。本发明通过精车削保证了动密封段和静密封段的同轴度，为下一步的表面光整做准备，同时控制了粗糙度，有利于后续表面光整时中心水管表面光洁度的提高。
上述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤六中所述表面光整的过程为：将静密封段进行装夹，对动密封段的外圆进行表面光整，然后调头二次装夹，对静密封段的外圆进行表面光整；所述表面光整的条件为：表面光整的线速度为30m/min～40m/min，加工纵向走刀量为0.1mm/r～0.15mm/r；表面光整后粗糙度不大于Ra0.4。本发明通过表面光整提高中心水管的表面光洁度，在中心水管的表面形成硬化层，提高表面硬度，提高了耐磨性，本发明通过对静密封段和动密封段分别进行表面光整，保证了静密封段和动密封段的表面光洁度，通过控制表面光整的线速度和加工纵向走刀量，提高了静密封段和动密封段的表面光洁度，从而保证了采煤机摇臂中心水管的表面光洁度。
上述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤六中所述采煤机摇臂中心水管动密封段外端面外侧进行3×20°倒角。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明将校直后的中心水管毛料进行粗加工，得到由动密封段、主体段和静密封段组成的中心水管坯料，在动密封段上加工出激光熔覆段和非激光熔覆段，并在激光熔覆段制备有激光熔覆层，提高了动密封段的耐磨性能和耐腐蚀性能，保证了动密封段在相对运动时也能起到优异的密封作用，具有更高的密封效果，在中心水管运动时仍能稳定密封，在减少了进行激光熔覆区域的同时，并不影响中心水管的使用，节约了资源，降低了成本。
2、本发明在加工过程中均留有一定的加工余量，保证了激光熔覆段上的激光熔覆层与非激光熔覆段齐平，从而保证了动密封段与静密封段的同轴度，提高了中心水管的整体性。
3、本发明通过控制激光熔覆层的厚度既可以保证表面熔覆层硬度、耐磨性、刚性好，同时又不影响中心水管主体心部韧性，对生产成本有较好的控制，效率高。
4、本发明通过控制激光熔覆的参数，热量利用率高，保证了金属粉末的熔化的熔池的打开，利于对激光熔覆时变形量的控制，提高了激光熔覆的效率，为熔池再结晶提供良好的抗氧化氛围，保证了熔覆层表面平整，熔覆层厚度更容易控制，精度控制较高，保证了熔覆层饱满。
5、本发明通过激光熔覆替代传统镀铬工艺，实现中心水管动密封段的高耐磨性、耐腐蚀性，动密封段和激光熔覆层比传统镀铬结合力强，产品质量稳定性高，生产周期段，同时激光熔覆技术还具有绿色环保，不会产生废水废气的优点。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明制备采煤机摇臂中心水管的工艺流程图。
图2是本发明制备的中心水管坯料的结构示意图。
图3是图2的A处放大图。
图4是本发明制备的中心水管前驱体的结构示意图。
图5是图4的B处放大图。
图6是本发明制备的采煤机摇臂中心水管的结构示意图。
图7是图6的C处放大图。
图8是本发明实施例1制备的采煤机摇臂中心水管激光熔覆段的金相组织图。
附图标记说明：
1—动密封段； 1-1—激光熔覆段； 1-2—非激光熔覆段；
2—主体段； 3—静密封段； 4—激光熔覆层。
具体实施方式
如图1所示，本发明采煤机摇臂中心水管制备的具体过程为：一、下料：对管材进行锯料，得到中心水管毛料；二、校直：将中心水管毛料进行校直，得到校直后的中心水管毛料；三、粗加工：将校直后的中心水管毛料进行车削加工，得到中心水管坯料；四、激光熔覆：将激光熔覆用金属粉末进行预热，然后对中心水管坯料进行激光熔覆，在中心水管坯料动密封段1的外表面激光熔覆焊接激光熔覆层4，得到中心水管前驱体；五、精车削：将中心水管前驱体进行精车削，得到精车削后的中心水管前驱体；六、表面光整：将精车削后的中心水管前驱体进行表面光整，得到采煤机摇臂中心水管。
如图2和图3所示，本发明制备的中心水管坯料由一体成型的且依次连接的动密封段1、主体段2和静密封段3组成，所述主体段2的外径为D，内径为d，所述动密封段1的外径为D1，内径为d，所述动密封段1由激光熔覆段1-1和与主体段2连接的非激光熔覆段1-2组成，所述激光熔覆段1-1的外径D3小于非激光熔覆段1-2的外径D1，所述静密封段3的外径为D2，内径为d，所述激光熔覆段1-1和非激光熔覆段1-2的连接处进行20°倒角，所述中心水管坯料两端的内侧均进行1.5×30°倒角，所述中心水管坯料的动密封段1和主体段2、主体段2和静密封段3的衔接过渡处均为圆弧过渡。
如图4和图5所示，本发明制备的中心水管前驱体由一体成型的且依次连接的动密封段1、主体段2和静密封段3组成，所述动密封段1激光熔覆后的激光熔覆段1-1的外径D4大于动密封段1的外径D1。
如图6和图7所示，本发明采煤机摇臂中心水管包括一体成型且依次连接的动密封段1、主体段2和静密封段3，所述动密封段1由激光熔覆段1-1和与主体段2连接的非激光熔覆段1-2组成，所述动密封段1的外表面激光熔覆焊接有激光熔覆层4，所述动密封段1、主体段2和静密封段3同轴且内径相同均为d，所述主体段2的外径D大于动密封段1的外径D1和静密封段3的外径D5，所述中心水管动密封段1端面外侧进行3×20°倒角，所述静密封段3远离主体段2端部的外径小于静密封段3的外径，并在静密封段3的端部开设缺口。
实施例1
本实施例包括以下步骤：
步骤一、下料：对管材进行锯料，得到中心水管毛料；所述中心水管毛料的外径为D，内径为d；其中D为40mm，d为24mm；
步骤二、校直：将步骤一中得到的中心水管毛料进行校直，得到校直后的中心水管毛料；所述校直后的中心水管毛料的不直度为0.4mm；
步骤三、粗加工：将步骤二中得到的校直后的中心水管毛料进行车削加工，得到中心水管坯料；所述中心水管坯料由一体成型的且依次连接的动密封段、主体段和静密封段组成，所述主体段的外径为D，内径为d，所述动密封段的外径为D1，内径为d，所述静密封段的外径为D2，内径为d，所述动密封段由激光熔覆段和与主体段连接的非激光熔覆段组成，所述激光熔覆段的外径为D3，其中D1为32mm，D2为35.6mm，D3为30.4mm；所述中心水管坯料的动密封段和主体段、主体段和静密封段的衔接过渡处均为圆弧过渡，所述激光熔覆段和非激光熔覆段的连接处进行20°倒角，所述中心水管坯料两端的内侧均进行1.5×30°倒角，所述激光熔覆段的长度大于非激光熔覆段的长度；
步骤四、激光熔覆：将激光熔覆用金属粉末进行预热，然后采用经预热后的金属粉末对步骤三中得到的中心水管坯料进行激光熔覆，在中心水管坯料的激光熔覆段外表面激光熔覆焊接激光熔覆层，得到中心水管前驱体；所述中心水管前驱体激光熔覆后的激光熔覆段的外径为D4，其中D4为32.6mm；所述金属粉末由以下重量百分数的组分组成：Cu0.10％，Mo 0.25％，Ni 2.3％，Mn 0.25％，Cr 18％，Co 0.3％，余量为Fe；所述金属粉末的粒度范围为17μm～53μm；所述预热的温度为70℃，时间为15min；所述激光熔覆的条件为：采用直径为2mm的圆光斑，离焦量为11mm，激光功率为2900W，熔覆线速度为300mm/s，保护气为质量纯度为99.99％的氩气，保护气流量为8.5L/min，搭接率为60％，送粉量为3r/min，送粉气压为0.5MPa；
步骤五、精车削：将步骤四中得到的中心水管前驱体进行精车削，得到精车削后的中心水管前驱体；所述精车削的过程为：将中心水管前驱体的动密封段的外径车削为D1，静密封段的外径车削为D5，其中D5为35mm；所述精车削后的中心水管前驱体的动密封段和静密封段的同轴度为0.01mm，粗糙度为Ra0.8；
步骤六、表面光整：将步骤五中得到的精车削后的中心水管前驱体进行表面光整，得到采煤机摇臂中心水管；所述表面光整的过程为：将静密封段进行装夹，对动密封段的外圆进行表面光整，然后调头二次装夹，对静密封段的外圆进行表面光整；所述表面光整的条件为：表面光整的线速度为35m/min，加工纵向走刀量为0.13mm/r；表面光整后粗糙度为Ra0.4；所述采煤机摇臂中心水管动密封段外端面外侧进行3×20°倒角。
经检测，本实施例制备的采煤机摇臂中心水管，具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，生产周期短，质量稳定性高，结构设计合理，密封效果良好，满足中心水管的使用性能要求。
图8是本实施例制备的采煤机摇臂中心水管激光熔覆段的金相组织图，从图8中可以看出，熔合线处未发现裂纹，熔合线处未发现冶金缺陷。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
步骤一、下料：对管材进行锯料，得到中心水管毛料；所述中心水管毛料的外径为D，内径为d；其中D为30mm，d为19mm；
步骤二、校直：将步骤一中得到的中心水管毛料进行校直，得到校直后的中心水管毛料；所述校直后的中心水管毛料的不直度为0.3mm；
步骤三、粗加工：将步骤二中得到的校直后的中心水管毛料进行车削加工，得到中心水管坯料；所述中心水管坯料由一体成型的且依次连接的动密封段、主体段和静密封段组成，所述主体段的外径为D，内径为d，所述动密封段的外径为D1，内径为d，所述静密封段的外径为D2，内径为d，所述动密封段由激光熔覆段和与主体段连接的非激光熔覆段组成，所述激光熔覆段的外径为D3，其中D1为25mm，D2为27.4mm，D3为24.4mm；所述中心水管坯料的动密封段和主体段、主体段和静密封段的衔接过渡处均为圆弧过渡，所述激光熔覆段和非激光熔覆段的连接处进行20°倒角，所述中心水管坯料两端的内侧均进行1.5×30°倒角，所述激光熔覆段的长度大于非激光熔覆段的长度；
步骤四、激光熔覆：将激光熔覆用金属粉末进行预热，然后采用经预热后的金属粉末对步骤三中得到的中心水管坯料进行激光熔覆，在中心水管坯料的激光熔覆段外表面激光熔覆焊接激光熔覆层，得到中心水管前驱体；所述中心水管前驱体激光熔覆后的激光熔覆段的外径为D4，其中D4为25.4mm；所述金属粉末由以下重量百分数的组分组成：Cu0.09％，Mo 0.27％，Ni 2.1％，Mn 0.3％，Cr 17.1％，Co 0.4％，余量为Fe；所述金属粉末的粒度范围为17μm～53μm；所述预热的温度为65℃，时间为20min；所述激光熔覆的条件为：采用直径为1.8mm的圆光斑，离焦量为12mm，激光功率为2800W，熔覆线速度为300mm/s，保护气为质量纯度为99.99％的氩气，保护气流量为8L/min，搭接率为50％，送粉量为2.5r/min，送粉气压为0.4MPa；
步骤五、精车削：将步骤四中得到的中心水管前驱体进行精车削，得到精车削后的中心水管前驱体；所述精车削的过程为：将中心水管前驱体的动密封段的外径车削为D1，静密封段的外径车削为D5，其中D5为27mm；所述精车削后的中心水管前驱体的动密封段和静密封段的同轴度为0.04mm，粗糙度为Ra0.8；
步骤六、表面光整：将步骤五中得到的精车削后的中心水管前驱体进行表面光整，得到采煤机摇臂中心水管；所述表面光整的过程为：将静密封段进行装夹，对动密封段的外圆进行表面光整，然后调头二次装夹，对静密封段的外圆进行表面光整；所述表面光整的条件为：表面光整的线速度为30m/min，加工纵向走刀量为0.15mm/r；表面光整后粗糙度为Ra0.4；所述采煤机摇臂中心水管动密封段外端面外侧进行3×20°倒角。
经检测，本实施例制备的采煤机摇臂中心水管，具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，生产周期短，质量稳定性高，结构设计合理，密封效果良好，满足中心水管的使用性能要求。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
步骤一、下料：对管材进行锯料，得到中心水管毛料；所述中心水管毛料的外径为D，内径为d；其中D为35mm，d为19mm；
步骤二、校直：将步骤一中得到的中心水管毛料进行校直，得到校直后的中心水管毛料；所述校直后的中心水管毛料的不直度为0.4mm；
步骤三、粗加工：将步骤二中得到的校直后的中心水管毛料进行车削加工，得到中心水管坯料；所述中心水管坯料由一体成型的且依次连接的动密封段、主体段和静密封段组成，所述主体段的外径为D，内径为d，所述动密封段的外径为D1，内径为d，所述静密封段的外径为D2，内径为d，所述动密封段由激光熔覆段和与主体段连接的非激光熔覆段组成，所述激光熔覆段的外径为D3，其中D1为25mm，D2为28.5mm，D3为23mm；所述中心水管坯料的动密封段和主体段、主体段和静密封段的衔接过渡处均为圆弧过渡，所述激光熔覆段和非激光熔覆段的连接处进行20°倒角，所述中心水管坯料两端的内侧均进行1.5×30°倒角，所述激光熔覆段的长度大于非激光熔覆段的长度；
步骤四、激光熔覆：将激光熔覆用金属粉末进行预热，然后采用经预热后的金属粉末对步骤三中得到的中心水管坯料进行激光熔覆，在中心水管坯料的激光熔覆段外表面激光熔覆焊接激光熔覆层，得到中心水管前驱体；所述中心水管前驱体激光熔覆后的激光熔覆段的外径为D4，其中D4为25.5mm；所述金属粉末由以下重量百分数的组分组成：Cu0.12％，Mo 0.21％，Ni 2.5％，Mn 0.2％，Cr 19.4％，Co 0.25％，余量为Fe；所述金属粉末的粒度范围为17μm～53μm；所述预热的温度为75℃，时间为10min；所述激光熔覆的条件为：采用直径为2.2mm的圆光斑，离焦量为10mm，激光功率为3000W，熔覆线速度为300mm/s，保护气为质量纯度为99.99％的氩气，保护气流量为9L/min，搭接率为63％，送粉量为4r/min，送粉气压为0.6MPa；
步骤五、精车削：将步骤四中得到的中心水管前驱体进行精车削，得到精车削后的中心水管前驱体；所述精车削的过程为：将中心水管前驱体的动密封段的外径车削为D1，静密封段的外径车削为D5，其中D5为28mm；所述精车削后的中心水管前驱体的动密封段和静密封段的同轴度为0.03mm，粗糙度为Ra1.5；
步骤六、表面光整：将步骤五中得到的精车削后的中心水管前驱体进行表面光整，得到采煤机摇臂中心水管；所述表面光整的过程为：将静密封段进行装夹，对动密封段的外圆进行表面光整，然后调头二次装夹，对静密封段的外圆进行表面光整；所述表面光整的条件为：表面光整的线速度为40m/min，加工纵向走刀量为0.1mm/r；表面光整后粗糙度为Ra0.3；所述采煤机摇臂中心水管动密封段外端面外侧进行3×20°倒角。
经检测，本实施例制备的采煤机摇臂中心水管，具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，生产周期短，质量稳定性高，结构设计合理，密封效果良好，满足中心水管的使用性能要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
步骤一、下料：对管材进行锯料，得到中心水管毛料；所述中心水管毛料的长度为L，外径为D，内径为d；
步骤二、校直：将步骤一中得到的中心水管毛料进行校直，得到校直后的中心水管毛料；
步骤三、粗加工：将步骤二中得到的校直后的中心水管毛料进行车削加工，得到中心水管坯料；所述中心水管坯料由一体成型的且依次连接的动密封段、主体段和静密封段组成，所述主体段的外径为D，内径为d，所述动密封段的外径为D1，内径为d，所述静密封段的外径为D2，内径为d，所述动密封段由激光熔覆段和与主体段连接的非激光熔覆段组成，所述激光熔覆段的外径为D3，其中D1＝D-(5mm～10mm)，D2＝D-(1.5mm～4.4mm)，D3＝D1-(0.5mm～1.0mm)；
步骤四、激光熔覆：将激光熔覆用金属粉末进行预热，然后采用经预热后的金属粉末对步骤三中得到的中心水管坯料进行激光熔覆，在中心水管坯料的激光熔覆段外表面激光熔覆焊接激光熔覆层，得到中心水管前驱体；所述中心水管前驱体激光熔覆后的激光熔覆段的外径为D4，其中D4＝D3+(1.4mm～2.5mm)；所述金属粉末由以下重量百分数的组分组成：Cu0.09％～0.12％，Mo 0.21％～0.27％，Ni 2.1％～2.5％，Mn 0.2％～0.3％，Cr 17.1％～19.4％，Co 0.25％～0.4％，余量为Fe；所述激光熔覆的条件为：采用直径为1.8mm～2.2mm的圆光斑，离焦量为10mm～12mm，激光功率为2800W～3000W，熔覆线速度为300mm/s，保护气为质量纯度大于99.9％的氩气，保护气流量为8L/min～9L/min，搭接率为50％～63％，送粉量为2.5r/min～4r/min，送粉气压为0.4MPa～0.6MPa；
步骤五、精车削：将步骤四中得到的中心水管前驱体进行精车削，得到精车削后的中心水管前驱体；所述精车削的过程为：将中心水管前驱体的动密封段的外径车削为D1，静密封段的外径车削为D5，其中D5＝D2-(0.4mm～0.6mm)；
步骤六、表面光整：将步骤五中得到的精车削后的中心水管前驱体进行表面光整，得到采煤机摇臂中心水管。
2.根据权利要求1所述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤二中所述校直后的中心水管毛料的不直度小于0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤三中所述中心水管坯料的动密封段和主体段、主体段和静密封段的衔接过渡处均为圆弧过渡。
4.根据权利要求1所述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤三中所述激光熔覆段和非激光熔覆段的连接处进行20°倒角，所述中心水管坯料两端的内侧均进行1.5×30°倒角。
5.根据权利要求1所述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤三中所述激光熔覆段的长度大于非激光熔覆段的长度。
6.根据权利要求1所述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤四中所述金属粉末的粒度范围为17μm～53μm；所述预热的温度为65℃～75℃，时间不少于10min。
7.根据权利要求1所述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤五中所述精车削后的中心水管前驱体的动密封段和静密封段的同轴度不大于0.05mm，粗糙度不大于Ra1.6。
8.根据权利要求1所述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤六中所述表面光整的过程为：将静密封段进行装夹，对动密封段的外圆进行表面光整，然后调头二次装夹，对静密封段的外圆进行表面光整；所述表面光整的条件为：表面光整的线速度为30m/min～40m/min，加工纵向走刀量为0.1mm/r～0.15mm/r；表面光整后粗糙度不大于Ra0.4。
9.根据权利要求1所述的一种采煤机摇臂耐磨耐腐蚀中心水管的制造工艺，其特征在于，步骤六中所述采煤机摇臂中心水管动密封段外端面外侧进行3×20°倒角。
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