[发明专利]基于激光熔覆工艺的推力瓦修复方法

说明书

本发明目的是为了提供一种基于激光熔覆工艺的推力瓦修复方法，有效控制推力瓦修复过程中的变形量，彻底解决巴氏合金层的缩孔、脱壳的问题，恢复其设计尺寸，提高推力瓦的使用性能和使用寿命，具有极好的经济性。包括：推力瓦原巴氏合金层去除、钢坯表面激光熔覆制备巴氏合金层、超声波探伤、铣削加工、着色探伤、磨削加工。本发明将服役失效的推力瓦重新再制造，通过新的增材制造方法，恢复并提高其使用性能。该发明与浇注、氧乙炔焊工艺相比，大大简化了巴氏合金层制作工序，省去了钢坯预热、挂锡工艺，有效改善了巴氏合金层质量，与钢坯结合情况，钢坯变形量，以及劳动环境。

技术领域

本发明涉及轴承领域，具体的是一种基于激光熔覆工艺的推力瓦修复方法。

背景技术

巴氏合金由美国人巴比特发明而得名，自问世以来，巴氏合金作为一种性能优异的材料就被人们广泛认知，因其有良好的耐磨性、导热性以及特殊的组织结构有利于减少摩擦，从而广泛应用为一种轴瓦材料。

水轮机推力瓦，区别与传统轴瓦，是一种平面推力轴承，承受整个机组转动部分的重量和轴向水推力，长期使用会出现划痕、磨损、缩孔等缺陷暴露的情况，影响机组的正常运行，必须及时更换。目前失效更换的推力瓦并没有有效的修复手段，传统的巴氏合金浇筑工艺工序过程复杂，该方法具有以下缺陷：

1、浇筑工艺包含钢坯预热、挂锡、巴氏合金熔炼、模具制作准备、巴氏合金浇入、冷却、缺陷修补等，工序过程复杂。

2、浇筑工艺中挂锡工序是影响巴氏合金与钢坯结合的关键，不易控制，控制不当极易出现巴氏合金层脱壳的情况，且挂锡是通过锡与钢坯表面发生化学反应，此种情况下的结合方式为化学键结合，结合层薄，结合力并不可靠。

3、浇筑巴氏合金需经过较长时间的凝固冷却过程，容易出现缩松缩孔缺陷。

4、巴氏合金浇筑过程，热输入量很大，钢坯热变形量大，钢坯和巴氏合金层平整度差，机加量大。

传统工艺采用的是热浸方法挂锡，锡液温度控制在260-300℃，锡的熔点为232℃，锡液温度若太低，易使瓦体表面锡液结晶凝固，减缓锡液的流动性，造成晶粒粗大，挂锡层较厚；若太高，则易使挂锡表面氧化，降低结合力。且挂锡时，需对推力瓦进行预热，温度需控制在270-300℃。若温度过低，不能形成良好的挂锡层；若温度过高，推力瓦钢底容易氧化，挂锡不易粘合，导致巴氏合金不能与瓦底有效结合，产生脱壳缺陷，质量难以得到保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于激光熔覆工艺的推力瓦修复方法，能够有效控制推力瓦修复过程中的变形量，彻底解决巴氏合金层的缩孔、脱壳的问题，恢复其设计尺寸，提高推力瓦的使用性能和使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于激光熔覆工艺的推力瓦修复方法，包括以下步骤：

1）对待修复的推力瓦进行预处理，除去推力瓦上原巴氏合金层；

2）利用有机溶剂清洗预处理后的钢坯，去除钢坯表面的油污染物；

3）将SnSb8-8巴氏合金粉末在60℃的烘箱内放置2.5h进行烘干；

4）以烘干后的巴氏合金粉末作为原料，采用激光熔覆的方式在钢坯上增材制造新巴氏合金层；

5）半精铣新巴氏合金层表面；

6）利用超声波探伤技术对新巴氏合金层进行超声波探伤检测，若新巴氏合金层存在与钢坯的脱壳情况，则打磨新巴氏合金层并循环步骤4）-5），直至超声波探伤检测未检测到缺陷为止；

7）在铣床上利用百分表对钢坯表面所有位置进行测量，测得钢坯表面的变形量，确定新巴氏合金层激光增材制造过程中产生的变形量；

8）半精铣钢坯表面；

9）精铣新巴氏合金层表面以及油槽、油孔，精铣去除新巴氏合金层表面的多余材料，直至剩余最后磨削的机加余量；