[发明专利]一种开平机剪刃修复强化的激光熔覆方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，特别是涉及一种开平机剪刃修复强化的激光熔覆方法。

背景技术

开平机剪刃是开平机的主要消耗部件，其剪刃的磨损消耗较为常见。

目前，开平机剪刃主要是采用MnCrWV、CrWMn、9CrWMo等高等级合金钢制造，材料价格基本都在90-130元/公斤，每片剪刃的价格为500-1000元，使用寿命7000吨左右，约200小时，磨损消耗后达使用寿命的剪刃，主要采取以下几种方式进行处理：

1.报废回炉，这是使用方最常用的处理手段，但回收价格很低，同时重新冶炼铸造加工，工序多、能源消耗大、返厂运输费用高。

2.堆焊修补，堆焊修补虽然可以解决一定问题，但对于大部分剪刃来说，因其长细比较大，堆焊之后会产生较大的变形，并且，堆焊工艺加热区大，对本身材质影响很大，必须经过矫直、热处理之后才可使用，成本过高。

3.磨削处理，即将表面磨损处直接磨掉，降低高度后使用，此方法的缺点是磨削量大，加工费用高，磨削次数受限，而且，磨削损耗无法回收，贵金属被大量浪费掉。

因此，一种能够充分满足剪刃耐磨、耐用要求，并且经济、高效、节能、环保的剪刃修复强化方法，是当前亟待解决的课题。

 

目前，关于利用激光熔覆工艺制备设备部件的耐磨合金熔覆层专利和报道很多，例如：

中国专利公开号为CN 102094111的申请，给出的《一种棒材热剪剪刃激光淬火制造工艺》，其特点在于用激光器快速扫描涂有吸光涂层的新剪刃表面，使剪刃表面实现快速加热和冷却，产生相变来提高其硬度，进而提高其耐磨性能。

中国专利公开号为CN 1136485的申请，给出的《剪切热钢坯用复合剪刃和其制造方法》，其特点在旧剪刃基体上先焊接奥氏体基钢中间过渡层，随之在中间过渡层堆焊Co-Cr-W或Co-Cr基合金工作层。

中国专利公开号为CN101338425的申请，给出的《铁路道岔滑床板表面耐磨抗蚀合金熔覆层激光熔覆工艺》，包括以下工艺过程：首先滑床板表面预处理，即在室温下对滑床板表面进行除油除锈，并用酒精清洗干净；然后是合金粉末的预置，即把待熔覆的铁基、镍基或钴基合金粉末预置于上述处理后的滑床板表面，并用带有导轨的刮尺来调整预制合金粉末，使之均匀分布在滑床板表面并具有适当的厚度，以满足熔覆后熔覆层厚度的要求；最后是激光熔覆强化滑床板，选用气体CO₂激光器，工作台为数控机床，在滑床板表面进行激光熔覆强化。

中国专利公开号为CN101519778A的申请，采用激光在穿孔顶头表面制备WC陶瓷颗粒，增强Co基复合涂层，涂层与基体呈冶金结合，提高了涂层与基体的结合力；涂层厚度最大可达到几个毫米；WC颗粒表面包覆Ni，可以减少WC对激光能量的吸收，降低其在激光熔池的烧损率。WC颗粒在涂层中分布均匀，具有高的涂层硬度，提高顶头的使用性能，延长使用寿命。

上述的技术方案虽能强化部分用途的剪刃或是利用激光熔覆工艺对部分设备部件进行耐磨熔覆层处理，取得一定的技术效果。

但是，针对开平机剪刃的设备部件，其主要损坏原因，除接触性磨损外，还具有很大的冲击应力，并且长期处于高冲击交变应力作用下，不仅仅需要有较高的硬度，还需要有较好的基体结合力和抗冲击、抗疲劳性能。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种开平机剪刃修复强化的激光熔覆方法。

为此，本发明选用一种激光熔覆粉末材料，并且，采用了特殊步骤的一种激光熔覆技术，对磨损后的开平机剪刃进行修复，强化其性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

按照本发明的开平机剪刃修复强化的激光熔覆方法，其包括如下步骤：

(1) 磨损开平机剪刃的检测及预处理，进行尺寸、平整度、内部探伤检测，清除表面的锈迹、油污，对磨损部位进行预测与标记；  

(2)激光熔覆粉末的准备，按照激光熔覆需用量，量取WEL  LC3558合金粉末，烘干，备用；

(3)激光熔覆方法，采用多功能数控激光加工系统与同步送粉装置，调节送粉速率，使用氩气将合金粉末直接送入激光熔池，在高功率聚焦激光束作用下，在开平机剪刃表面制成激光熔覆层；

其激光熔覆的工艺参数为：

聚焦镜f= 300～400mm，

熔覆功率P=3000～4000W，

光斑直径D=3～5mm，

扫描速度V=1000～l500mm/min，

搭接率45～55% ；