[发明专利]一种高质量钢基复合铜套的激光熔覆制备系统

说明书

本发明提供了一种高质量钢基复合铜套的激光熔覆制备系统，涉及金属表面工程技术领域。本发明提供的制备系统包括：光纤激光器系统，数控激光熔覆机床，水箱，出水阀门，管路，一个增压泵，两个旋转密封接头。本发明提供的高质量钢基复合铜套的激光熔覆制备系统，循环冷却水把熔覆中产生的热量不断带走，实现了钢管基材低温条件下熔覆铜合金粉末，并以较大的温度梯度实现铜合金熔覆层的冷却，制得的熔覆层组织致密，无气孔等缺陷，熔覆层质量高，表面平整光滑，具有突出的节约、节能、环保的特点，并可显著提高钢基复合铜套的强度。

技术领域

本发明涉及金属表面工程技术领域，特别涉及一种高质量钢基复合铜套的激光熔覆制备系统。

背景技术

铜套广泛应用于各种大型、重型机械上，是机械上的重要组成件。铜套在机器中的重要作用之一是固定和定位，另一个主要作用就是起到减磨的作用。铜套在实际生产中获得了较广泛的应用，但是其存在着下面两个主要问题：（1）整体铜合金价格较高；（2）由于铜合金自身的材料属性，使得铜套各项力学性能较钢轴承低很多，由于其强度的问题限制了铜套更广泛的应用。钢基复合铜套应运而生，通过激光熔覆方法，可以在普通钢管基材上，制备铜合金熔覆层，经过机械加工制得钢基复合铜套。但是，由于钢基材上熔覆铜合金，铜合金粉末与钢基体润湿性差，铜的导热性极好，熔覆中难以保证熔覆层质量，熔覆层经常出现气孔、夹杂等缺陷，熔覆层表面质量差，难以制得高质量的钢基复合铜套。

如何提高钢基上熔覆铜合金层的表面质量，消除熔覆层中的气孔和夹杂，成为获得高质量钢基复合铜套必须要解决的关键问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高质量钢基复合铜套的激光熔覆制备系统，制得的熔覆层组织致密，无气孔等缺陷，熔覆层质量高，表面平整光滑。

一种高质量钢基复合铜套的激光熔覆制备系统，其特征在于，所述制备系统包括：光纤激光器系统、数控激光熔覆机床、水箱、出水阀门、管路、一个增压泵、两个旋转密封接头以及重力送粉装置，两个旋转密封接头固定于待熔覆的钢管两端，钢管两端通过管路与水箱形成循环回路，出水阀门安装在水箱出口，增压泵安装在管路上，实施步骤如下：A将钢管一端通过卡盘装卡于数控激光熔覆机床上，另一端通过中心架支撑；

A．将钢管一端通过卡盘装卡于数控激光熔覆机床上，另一端通过中心架支撑；

B．打开出水阀门、增压泵，使得冷却水进入管路，通过安装于管路中的增压泵增压，使得冷却水通过钢管一端固定的旋转密封接头进入钢管中，再通过另一端的旋转密封接头流出钢管进入管路中，回流至水箱，完成一次冷却循环过程，接下来冷却水不断循环，实现钢管的冷却；

C．通过重力送粉装置将铜合金粉末送至钢管上；

D．打开光纤激光器系统，通过激光扫描铜合金粉末，在钢管表面制备铜合金熔覆层。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述铜合金熔覆层的厚度1.8~2.4mm。

本发明技术方案的进一步改进在于：光纤激光器为圆形光斑，圆形光斑的直径为3mm；激光熔覆的扫描功率为2500~3000W，扫描速度为450~650mm/min；激光熔覆的搭接率为30~50%。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述铜合金粉末的粒度为135~320目。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

采用本发明提供的高质量钢基复合铜套的激光熔覆制备系统，可以在钢基材表面制得光滑平整，无气孔和夹杂缺陷的高质量熔覆层，最终制得高质量的钢基复合铜套，具有突出的节约、节能、环保的特点，并可显著提高轴套的强度。同时，本发明提供的系统简单实用，条件易控，易于实现大规模生产，降低高质量钢基复合铜套的制造成本。

具体实施方式