[发明专利]一种基于内壁热喷涂和激光熔覆再制造管道及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于内壁热喷涂和激光熔覆再制造管道及其制备方法，以小口径管道为基体，采用激光熔覆在管道内表面磨损处熔覆耐磨涂层，经表面粗化处理后，进行内壁等离子热喷涂，最后在管道两端口采用激光重熔工艺，将涂层与基体进行坡口倒角重熔，以增强端口涂层与基体的结合力。

技术领域

本发明涉及一种基于内壁热喷涂和激光熔覆再制造管道及其制备方法，尤其涉及一种利用激光熔覆和内壁热喷涂工艺修复以及采用激光重熔管道端口的方法，增强修复涂层与基体的结合力。

背景技术

工业及国防领域很多管道，例如发动机汽缸、发动机喷管、炮管、液压缸、石油管道等，其内壁往往面临高温、磨损、冲蚀等工况，这些严苛的环境很容易造成管道的失效而报废，并因此大大增加了生产成本。而管道的修复再制造能够为企业节约大量的成本。

目前工业上常用的管道修复方法有填充内衬管，例如汽车发动机汽缸，由于承受高温、高压冲击合活塞的往复摩擦，是磨损较为严重的零部件，使用铸钢套，可以降低缸套内壁的磨损，减轻发动机的重量，延长发动机的使用寿命。使用内衬管相当于外加了一个零部件，同时又要保证内衬管与原管道的贴合，应用范围非常受限。另外，工业上还利用钢质修补剂，先在内壁上击打多个凹孔，涂抹钢质修补剂后，并进行密闭加热保温的方法用于修复缸筒，例如修复千斤顶外缸。钢质修补剂适用于少量及点状磨损的管道。工业上还采用热喷涂技术进行修复再制造管道，但是由于单一热喷涂工艺存在涂层与基体结合力差等缺陷，并且管道端面由于内磨件的进出，极容易出现新的磨损。

因此，开发一种涂层结合力高，适用面相对广的内壁管道修复再制造方法将非常有工程意义。

发明内容

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于内壁热喷涂和激光熔覆再制造管道及其制备方法，可以实现对管道内壁修复，同时提高管道端面涂层与基体的结合力。

本发明的技术方案是：一种基于内壁热喷涂和激光熔覆再制造管道及其制备方法，以小口径管道为基体，经过管道两端端面倒角处理、内表面粗化、预热处理后，采用激光熔覆在管道内表面磨损处熔覆耐磨涂层，经表面粗化处理后，进行内壁等离子热喷涂，最后在管道两端口采用激光重熔工艺，将涂层与基体进行坡口倒角重熔，以增强端口涂层与基体的结合力。

本发明所述的再制造管道及其制备方法包括以下步骤：

(1)以管道为基体，对管道两端口进行倒角或圆角处理，对基体内表面粗化处理，对管道进行预热处理；

(2)采用激光熔覆在磨损处进行熔覆修复；

(3)采用内壁热喷涂工艺在基体内表面喷涂金属或复合粉末涂层；

(4)采用激光重熔方法，在管道两端口倒角处进行激光重熔，以增强端口涂层与基体的结合力。

所述的一种基于内壁热喷涂和激光熔覆再制造管道及其制备方法，其特征在于步骤(1)中对管道两端口倒45°-75°角，倒角距离为2mm-10mm，或圆角处理，圆角半径为2mm-10mm。

所述的一种基于内壁热喷涂和激光熔覆再制造管道及其制备方法，其特征在于步骤(1)中表面粗化主要为喷砂，粗化后内表面粗糙度在0.8μm-3μm范围。

所述的一种基于内壁热喷涂和激光熔覆再制造管道及其制备方法，其特征在于步骤(1)中对管道进行100℃-200℃的预热处理，处理时间范围为30min-60min。

所述的一种基于内壁热喷涂和激光熔覆再制造管道及其制备方法，其特征在于步骤(2)中激光熔覆的激光功率范围为1KW-4KW，多道搭接，搭接率为20％-50％。

所述的一种基于内壁热喷涂和激光熔覆再制造管道及其制备方法，其特征在于步骤(2)中激光熔覆粉末为Fe基自熔性合金粉末