[发明专利]一种立柱的高速激光熔覆方法及立柱

说明书

本发明属于激光熔覆技术领域，特别涉及一种立柱的高速激光熔覆方法，首先熔覆前加工及检测，然后表面预处理，预处理完成后设置机床参数，然后启动机床，氮气气动送粉至激光熔覆头处，开始激光熔覆。本发明还涉及一种立柱，用上述熔覆方法进行熔覆。本发明高速激光熔覆具备极高的熔覆线速度，可以在短时间内实现涂层的大面积制备；并且单层熔覆层厚度极薄，可以获得在零部件表面的高精度成形，熔覆搭接平整，表面粗糙度小，极大的减少了后续机械加工去除量，既能降低材料消耗又可提升加工效率。

技术领域

本发明属于激光熔覆技术领域，具体地说涉及一种立柱的高速激光熔覆方法及立柱。

背景技术

表面处理技术自应用以来创造了很大实际价值，实现了可再制造件的循环利用、延长了强化件的使用寿命。传统的应用工艺如硬铬电镀、热喷涂、堆焊等，均有各自的技术局限性。激光熔覆的出现大幅度拓展了表面处理技术的应用领域、提升了加工效率和加工质量。但是，多年来未能实现真正意义上的代替电镀铬，究其原因发现，加工成本、加工精度、加工效率等问题限制了它的进一步推广应用，其中加工效率的提升是技术瓶颈。

现有激光熔覆技术加工效率低下，效率已经成了限制该技术推广应用的主要因素，由此导致加工成本高，无法完全替代电镀铬；同时现有技术加工精度低，难于在小尺寸、精密零部件表面实现激光熔覆加工，且现有技术热输入大、稀释率大，导致零部件变形，难于完成诸如细长轴等的熔覆加工，难于实现钛、铝、铜等材料的表面激光加工；再有，现有技术多为大厚度熔覆成形，后续机械加工去除量大，材料浪费严重。

发明内容

针对现有技术的种种不足，发明人在长期实践中研究设计出一种立柱的高速激光熔覆方法，可达到高速熔覆线速度，且熔覆层薄，表面光洁度高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种立柱的高速激光熔覆方法，包括以下步骤：

S1、熔覆前加工及检测：对待加工立柱进行机械加工，检测原始规格尺寸，并留出加工余量；

S2、表面预处理：使用酒精擦拭及砂纸抛光立柱待熔覆区域，去锈蚀及油、污；

S3、高速熔覆：首先将待加工立柱放在车床上，使用弹性顶针装夹立柱，并进行定位找正；然后设置激光熔覆参数，包括熔覆功率为2000W-4000W、激光光斑规格为Φ1mm-Φ2mm、步距0.3mm-0.9mm、熔覆线速度设置为10m/min-30m/min、搭接率为30％-60％；设置好机床参数后，将激光熔覆头移动至立柱表面的熔覆起始段，装填合金粉末，启动氮气气动送粉，开始对待熔覆区域进行激光熔覆，该熔覆区域的熔覆厚度为0.1mm-0.6mm。

进一步地，所述步骤S1中，加工余量不小于0.2mm。

进一步地，所述步骤S3中，装填合金粉末，启动氮气气动送粉，送粉量30-50g/min。

进一步地，所述步骤S3中，若熔覆完成后无需后续机械加工，则熔覆厚度为0.1mm-0.6mm；若熔覆完成后需要抛光处理，则熔覆厚度为0.3mm-0.6mm；若熔覆完成后需要磨削和抛光处理，则熔覆厚度为0.35-0.6mm。

进一步地，若熔覆完成后需要抛光处理，则先利用车床上立柱两端的中心孔进行定位装夹和同心度找正；然后在千叶轮上安装60-100目砂纸对熔覆区域进行粗抛，粗抛完成后在千叶轮上安装320-600目砂纸对熔覆区域进行精抛。

进一步地，若熔覆完成后需要进行磨削和抛光处理，则先利用车床上立柱两端的中心孔进行定位装夹和同心度找正；然后在车床上安装砂轮，使用砂轮进行磨削加工；最后在车床千叶轮上安装60-100目砂纸对熔覆区域进行粗抛，粗抛完成后在千叶轮上安装320-600目砂纸对熔覆区域进行精抛。

进一步地，粗抛和精抛过程，车床的转速为100r/min-150r/min、进给速率为20mm/min。