[发明专利]柱塞热喷涂新工艺及专用生产线

说明书

技术领域

本发明涉及工件涂装工艺，特别涉及到往复泵液力端中的核心部件柱塞的生产工艺。

背景技术

    往复泵在国内外各大油田、矿山、化工、电力等领域均有非常广泛地应用。而往复泵的液力端绝大多数采用柱塞组合结构，因此，柱塞的生产也是往复泵生产的主要环节。

   由于柱塞在往复泵的液力端作往复运动，与填料密封组合之间形成摩擦，同时由于长期与介质接触，要求柱塞具有耐磨性和耐蚀性，如果采用更高耐蚀性和耐磨性的材料制作柱塞，制造成本将非常之高，同时柱塞作为往复泵易损件，制作成本的加大这必将提高泵整机的运行成本。

目前，国内外采用的是在普通材料上通过热喷涂技术，将不同合金粉末喷涂在柱塞表面，通过后续加工，以达到上述目的。其工艺为；粗车柱塞成形——拉毛表面——角磨机手工打磨——氧气、乙炔火焰预热——热喷涂合金粉末——氧气、乙炔火焰重熔——粗磨外圆——精磨外圆——其他工序——成品。

这种工艺的缺点是；

工艺流程手工操作环节过多，对操作者的技术水平依赖程度过高，工艺参数控制的波动性较大，喷涂质量稳定性差，同时工序作业生产效率较低。

发明内容

   本发明的目的是设计一种柱塞热喷涂新工艺及专用生产线，以实现柱塞制造的高质量和低成本。

具体地说，柱塞热喷涂新工艺，其是按照如下步骤实施：抛丸处理—预热处理—热喷涂—热重熔—车削—磨削—成品。

本发明中抛丸处理实现柱塞喷涂面的粗化；预热处理工艺采用电阻炉等温预热；热重熔工艺采用超音频感应加热。

实现所述新工艺的专用生产线，其是由下述设备顺序连接构成：抛丸处理装置—电阻炉—热喷涂装置—超音频感应加热装置—车削车床—磨削装置。

本发明针对传统柱塞热喷涂工艺的不足，从工艺流程和工艺装备上进行设计，发明出既可保证喷涂质量，又可以进行流水线生产的工艺方法及流程，实现规模化生产，改善劳动环境，减低劳动强度，大幅度提高生产效益。

本发明创新点主要包括：

    （1）将柱塞喷涂面的粗化工艺，由车粗刀纹+角磨机手工打磨，发明为抛丸处理，保证了柱塞表面的粗化面，更细密更均匀；提高了喷涂层的结合强度，同时工序生产组织方式由单件加工变为批量加工。

（2）将柱塞喷涂前预热的工艺，由手工火焰加热+人工目测温度，发明为电阻炉等温预热，温控精确度准确，柱塞表面温度的均匀性得到有效保证。

（3）将喷涂层的重熔工艺，由人工火焰加热，发明为超音频感应加热。涂层受热均匀，温度控制准确，熔解充分组织更致密。

（4）将喷涂、重熔完工的柱塞用车削的方法代替粗磨工序。

附图说明

图为本发明工艺流程图。

具体实施方式

    本发明生产线主要流程：将经过粗加工过的柱塞用工装批量装入抛丸机，按专用工艺进行抛丸处理，完工后，再用工装批量装入箱式台车电阻炉，进行等温预热处理，到控制温度后进入喷涂硬质合金工序，达喷涂厚度尺寸后，进入超音频感应加热重熔工序。至此，柱塞完成一个工艺流程的生产。

     生产线主要流程原理简述: 

    经过抛丸的柱塞表面获得了工艺控制参数所需要的粗糙度，使得喷涂层与基体具有了良好的结合强度，进入到预定好温度的炉内，进行等温处理，目的是为了得到均匀、一定的初始温度（防止喷涂层过热膨胀而产生的涂层分离），再进入喷涂工序，确保喷涂层有良好的质量，随后进行重熔处理，其目的是为了让未熔的合金粉末充分熔化，竟而达到耐磨、耐蚀的技术要求。

上述方案的特点是:

1、通过发明项目的实施，对柱塞生产合理进行工艺流程和设备的布置，达到了流水线化生产的目的要求。

2、将各分部工序的加工由单件工艺加工，转化为批量化工艺加工的需求，从而大幅提高了工序制作效率。

3、减低劳动强度，降低对人员的依赖程度，使各个工序的工艺参数控制得到了保障。同时减少了工序的污染并改善工作环境。