[发明专利]一种导向环、激光熔覆方法及铣槽机

说明书

本发明公开了一种导向环、激光熔覆方法及铣槽机，导向环包括导向环基体，导向环基体具有一个工作表面和与工作表面相对的底面，工作表面包括位于两端的平面区、位于中间的环面区和过渡连接环面区和对应的平面区的过渡区；导向环基体的工作表面设有等厚度的熔覆涂层。激光熔覆方法包括如下步骤：确定熔覆参数；根据工作表面的形状确定激光熔覆加工头单层熔覆的加工路径；按照熔覆参数和加工路径对固定好的导向环基体的工作表面进行激光熔覆，重复n次得到熔覆涂层。本发明中通过在导向环不规则形状工作表面制备高性能涂层，保护导向环低性能基体材料，能够有效改善导向环在耐磨、耐腐等工况下载荷状态，提高导向环可靠性和延长其使用寿命。

技术领域

本发明属于工程机械零部件加工技术领域，具体涉及一种导向环、激光熔覆方法及铣槽机。

背景技术

双轮铣槽机采用摆齿机构设计满足盲区岩墙铣削要求，导向环是保证铣削轨迹和摆齿受力合理的核心零部件（如图1所示），在泥岩、泥沙、硬岩等工况作用下常常导致磨损、腐蚀等失效，从而影响整机的作业效率，因此，如何延长导向环的使用寿命降低设备检修次数对提高整机作业效率具有重要意义。

激光熔覆技术是利用高能激光束辐照，通过迅速熔化、扩展和凝固，在基材表面沉积一层具有特殊物理、化学或力学性能的材料，构成一种不同于基材的新材料，以弥补基体所缺少的高性能。可根据工件的性能要求，沉积各种成分的合金、金属基复合材料等，制备耐热、耐蚀、耐磨、减摩、抗氧化和无磁等特性的表面覆层，使材料具有常规处理所不具有的组织与性能。一方面，通过在正向生产过程中对导向环工作表面进行激光熔覆强化，提高其耐磨、耐蚀等性能，延长其使用寿命；另一方面，可通过激光熔覆技术对失效导向环进行再制造修复，提高零件的使用率，节约成本。

专利申请号为CN201810842158.1的公开文本中记载了一种高硬高韧高耐腐的耐磨部件及其耐磨层的加工方法，通过激光熔覆制成条纹状或网格状排列的耐磨条，形成非连续的表面耐磨涂层，改变磨粒在接触表面运动形式，降低接触表面的磨损失效，从而提高零件使用寿命。这种工艺的缺点在于：（1）非连续激光熔覆制成条纹状或网格状排列的耐磨条涂层无法实现多层的涂层结构，涂层的厚度较薄；（2）涂层为非连续结构，可以有效改变配合零部件的耐磨性能，但在没有涂层保护的基体易受到工况介质的腐蚀、变形等破坏，形成局部失效；（3）需要在相对配合的零件上同时制备耐磨条到达改变两个零件接触面运动形式，从而改变零件的耐磨性能，增加了零件数量的约束。

根据市场调研，也发现了一种采用热喷涂技术在导向环基体表面喷涂一层特殊性能材料的工艺，能够改变工作表面材料性能或组织，改善材料耐磨性或耐蚀性，从而延长导向环的使用寿命。这种工艺的缺点在于：（1）由于热喷涂技术特点，制备涂层一般控制在1mm以下，无法制备较厚涂层；（2）热喷涂涂层与基体结合为机械结合，结合强度低，在冲击、振动等载荷下容易导致涂层脱落，涂层若要达到冶金结合需要重熔等后续处理，增加工艺复杂性；（3）不同的喷涂方法适用材料不同，在不同工况下易受粉末材料的限制；（4）对于较厚（0.5mm～1mm）涂层，沉积效率低，加工成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中使用不便的缺陷，提供一种导向环、激光熔覆方法及铣槽机，通过低成本工艺在不规则形状的工作表面形成均匀的熔覆涂层，提高导向环的可靠性和使用寿命。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种导向环，包括导向环基体，所述导向环基体具有一个工作表面和与所述工作表面相对的底面，所述工作表面包括位于两端的平面区、位于中间的环面区和过渡连接所述环面区和对应的平面区的过渡区；

所述平面区为相对所述底面的高度沿周向由外向内依次增大的斜平面，其外沿相对所述底面的高度与其内沿相对所述底面的高度在同一径向上相等；所述环面区为内沿相对所述底面的高度大于其外沿相对所述底面的高度的锥面；

所述导向环基体的工作表面设有等厚度的熔覆涂层。

本发明还提供了一种激光熔覆方法，用于制造上述导向环，包括如下步骤：