[发明专利]合金粉末激光熔覆表面耐磨耐腐蚀液压启闭机油缸活塞杆

说明书

技术领域

本发明涉及液压启闭机油缸活塞杆设计制造领域，提供了一种耐磨耐腐蚀合金表面覆层的液压启闭机油缸活塞杆。

背景技术

液压启闭机及其成套设备是水利水电工程的关键设备之一，提供优质、耐用、适合我国国情的液压启闭机及其成套设备是水利水电工程长期以来需要解决的问题。液压缸活塞杆作为关键运动的受力部件，决定了整个液压成套设备的寿命及水利水电工程的安全使用。液压启闭机长期工作在水利工程环境下，活塞杆极易锈蚀。

目前，液压启闭机油缸活塞杆的表面防锈蚀技术主要有：整体不锈钢、表面镀铬、表面喷涂陶瓷。

整体不锈钢活塞杆价格昂贵，表面机械性能差。

传统的碳钢活塞杆镀铬处理方法结合强度低寿命短，锈蚀抵抗能力弱，难以满足水利工程的长期稳定运行要求。并且，高能耗高污染的电镀方案对环境保护相当不利。

现有的活塞杆表面陶瓷喷涂周期长成本高，使用适应范围也比较窄。

发明内容

本发明为解决现有技术方案存在的问题，提供了一种耐磨耐腐蚀合金表面覆层的液压启闭机油缸活塞杆。

使用激光器作为能量源，照射活塞杆基材表面形成熔池，同时耐磨耐腐蚀合金材料粉末由送粉器通过送粉管路到达同轴或旁轴熔覆头进入熔融区域熔融沉积，在活塞杆基材表面形成耐磨耐腐蚀合金熔覆层。熔覆层金属晶体细致纵向排列的非常致密，使熔覆层坚硬、耐蚀、耐磨，并且可以达到低稀释率低热影响的突出效果。熔覆层与基材呈冶金融合，强度非常高。

熔覆原理如图1所示。

本发明所使用的设备包括激光器、送粉器、熔覆头、机器人、回转机床及导轨。设备布局如图1所示。

本发明技术方案如下步骤：

选材：选择碳钢或高强度合金钢作为活塞杆的基材，选择粒度在5μm至200μm的耐磨耐腐蚀合金粉末，使用工业纯度氩气或氦气作为保护气体及送粉气体。

备料：将基材车削至所需尺寸，然后进行喷砂处理并清洁表面。

熔覆：使用200W至4000W激光功率照射基材表面，向熔融区域喷入耐磨耐腐蚀合金粉末，机器人在导轨上带动熔覆头移动，回转机床带动活塞杆基材转动，是熔池扫描过活塞杆基材表面，生成的条形熔覆层相互叠加形成整体熔覆表面。扫描速度控制在0.2mm/s至50mm/s，保护气体流量0.5L/min至15L/min。

检验：对熔覆表面进行着色探伤和超声探伤。

后加工：车削熔覆表面至所需尺寸后磨削或抛光，也可以直接磨削至所需尺寸。

本发明实现了活塞杆表面耐磨耐腐蚀防护层的柔性化制造，生产周期短，加工效率高。表面材料限制少，适用范围广。获得的耐磨耐腐蚀合金激光熔覆活塞杆表面无氧化影响、无热应力变形，具有较高的综合机械性能，与基材结合强度好，抗磨抗腐蚀性能优异。

附图说明

图1熔覆原理示意图。

具体实施方式

实施例：

选择45#碳钢作为活塞杆的基材，选择平均粒度在50μm的304不锈钢合金气吹粉末，使用工业纯度氩气作为保护气体及送粉气体。

将基材车削至直径99mm，然后进行喷砂处理并清洁表面。

使用1200W激光功率照射基材表面，熔覆头在基材表面扫描速度控制在2mm/s，保护气体流量2L/min，送粉气体流量0.8L/min。形成0.8mm至0.9mm的304不锈钢熔覆层。

对熔覆表面进行着色探伤和超声探伤。

将熔覆后的活塞杆车削至直径100mm，然后抛光。

即获得熔覆层厚度0.5mm，材料为304不锈钢的激光熔覆不锈钢表面活塞杆。

如上所述仅是本发明一个具体实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，单凡是为脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。