一种蜗杆的激光熔覆再制造方法技术

一种蜗杆的激光熔覆再制造方法，其主要是对蜗杆的表面进行清理并探伤，确保蜗杆无表面和内部缺陷，按质量百分比碳化钛11‑14、碳0.3‑0.7、氟化钙5‑7、氮化硅5‑6、硼4‑7、硅1‑3、钒1.1‑1.3、铁6‑10、钼16‑20，余量为钴，配制钴基合金粉末，将合金粉末、粘结剂与丙酮的混合溶液均匀喷涂在蜗杆表面并烘干，涂层厚度为1‑3mm；采用激光器熔覆扫描，矩形光斑为2×8mm，速度为240‑480mm/min，搭接率为30‑40％，功率为2000‑3000W，将钴基合金粉末熔覆在蜗杆表面，对激光熔覆后的蜗杆进行机械加工达到尺寸和精度要求。本发明专利技术工艺简单、节能环保、成本低，可以实现蜗杆的多次再制造，再制造后的蜗杆具有更好的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能。

Laser cladding and remanufacturing method for worm

The method of laser cladding remanufacturing a worm, which is mainly on the surface of the worm and worm detection to ensure clean, free surface and internal defects, according to the mass percentage of titanium carbide 11 14, 0.3 0.7, 5 carbon calcium fluoride 7, 6, 5 silicon nitride boron, silicon 1 7 4 3, 1.1, 6 and 1.3 vanadium iron 10, Mo 16 20, margin for preparation of cobalt, cobalt based alloy powder, the mixed solution of acetone and binder alloy powder, evenly sprayed on the surface of the worm and drying, the thickness of the coating is 1 3mm; using laser cladding scanning, the rectangular beam is 2 * 8mm, speed is 240 480mm/min, the overlap rate is 30 40%, power is 2000 3000W, the cobalt based alloy powder cladding on the worm surface, machining to achieve the size and accuracy requirements of the worm after laser cladding. The invention has the advantages of simple process, energy saving, environmental protection and low cost, and can realize the repeated remanufacturing of the worm, and the manufactured worm has better abrasion resistance, corrosion resistance and fatigue resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种蜗杆的激光熔覆再制造方法
本专利技术属于激光熔覆
，特别涉及一种蜗杆的修复方法。
技术介绍
蜗杆与蜗轮配合用于传递交错轴之间的运动和动力，由于啮合副产生的热量多，受到的啮合力大，所以蜗杆在长期使用过程中容易出现变形、磨损等现象。特别是在工作过程中润滑油的使用，容易造成蜗杆表面的点蚀，这样极大地降低了蜗杆的使用寿命。同时，蜗杆一般都是由高性能合金钢制造的，由于蜗杆的损伤和失效，会造成材料的浪费以及成本的增加。目前对于蜗杆的修复大多采用堆焊的方式，堆焊会使蜗杆的使用性能降低,并且堆焊层的性能得不到保障；堆焊对于蜗杆来说焊丝的摆放也会使焊接工艺变得复杂。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种工艺简单、可控性强、节能环保、成本低的蜗杆的激光熔覆再制造方法。本专利技术主要是对磨损的蜗杆去除掉疲劳层，然后进行裂纹检测，接着将钴基合金粉末、粘结剂与丙酮的混合溶液均匀喷涂在蜗杆表面后烘干，采用半导体激光器将粉末熔覆在蜗杆基体上，最后进行机加工，从而满足蜗杆的使用要求。本专利技术的技术方案如下：(1)对蜗杆的表面进行清理，确定蜗杆表面磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除蜗杆表面的疲劳层；对待修复蜗杆使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理；(2)对蜗杆采用磁粉探伤和超声波探伤，确保蜗杆无表面和内部缺陷。(3)配制钴基合金粉末，将配制好的合金粉末放入三维混粉器中混合2～3小时，至均匀；所述钴基合金粉末的质量百分比为：碳化钛11-14、碳0.3-0.7、氟化钙5-7、氮化硅5-6、硼4-7、硅1-3、钒1.1-1.3、铁6-10、钼16-20，余量为钴，以上材料均为150-300目的合金粉末；(4)按钴基合金粉末：粘结剂：丙酮的质量比为44-46：2-3.5：1-2.5的比例，将合金粉末、粘结剂与丙酮混合，均匀地喷涂在蜗杆表面，然后烘干，涂层厚度为1-3mm；所述粘结剂为环氧树脂；(5)将蜗杆固定在大功率半导体激光熔覆加工数控机床上，采用大功率半导体激光器熔覆扫描，设定激光器熔覆工艺参数，矩形光斑为2×8mm，激光扫描速度为240-480mm/min，搭接率为30-40％，半导体激光器的扫描功率为2000-3000W，将钴基合金粉末熔覆在蜗杆表面，熔覆过程中采用惰性气体保护；所述保护气体为氩气；(6)按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的蜗杆进行机械加工，达到尺寸和精度要求；(7)对加工后的蜗杆进行表面着色探伤，检测是否有缺陷，保证蜗杆的表面质量均达到合格标准。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1、工艺简单、节能环保、成本低，可以实现蜗杆的多次再制造。2、再制造后的蜗杆具有更好的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能,降低了使用成本，具有突出的经济效益和社会效益。3、较之同轴送粉，将合金粉末预置喷涂到蜗杆上，可以简化熔覆工艺。具体实施方式实施例1对蜗杆的表面进行简单清理，确定蜗杆表面磨损部位及磨损量，根据检测结果，去除蜗杆表面的疲劳层0.5mm，对待修复蜗杆使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理；采用磁粉探伤和超声波探伤，确保去除疲劳层的蜗杆无表面和内部缺陷；配制钴基合金粉末，钴基合金粉末的质量百分比为14％碳化钛、0.3％碳、5％氟化钙、5％氮化硅、4％硼、3％硅、1.1％钒、6％铁、20％钼，余量为钴，以上材料均为150-300目的金属合金粉末，将按比例配制好的钴基合金粉末放入三维混粉器中混合3小时，将蜗杆固定在激光加工数控机床上，将钴基合金粉末、粘结剂与丙酮按44：3.5：2.5的比例混合，均匀地喷涂在蜗杆表面，然后烘干，涂层厚度为1mm；然后设定激光器熔覆工艺参数，激光器熔覆工艺参数为：功率P＝2000W、矩形光斑2×8mm、搭接率30％、扫描速度V＝240mm/min；将合金粉末混合溶液熔覆在蜗杆表面；按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的蜗杆进行机械加工；对加工后的蜗杆进行表面着色探伤，检测是否有缺陷，保证蜗杆的尺寸、形状、精度及表面质量均达到合格标准；检验合格后浸上防锈油，最后包装密封好。实施例2对蜗杆的表面进行简单清理，确定蜗杆表面磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除蜗杆表面的疲劳层1mm，对待修复蜗杆使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理；采用磁粉探伤和超声波探伤，确保去除疲劳层的蜗杆无表面和内部缺陷；配制合金粉末，钴基合金粉末配方按重量百分比含量为11％碳化钛、0.4％碳、7％氟化钙、6％氮化硅、5％硼、3％硅、1.3％钒、8％铁、16％钼，余量为钴，以上材料均为150-300目的金属合金粉末，将按比例配制好的合金粉末放入三维混粉器中混合2小时，制备机械预合金化合金粉末；将蜗杆固定在激光加工数控机床上，将预置合金粉末、粘结剂与丙酮按45：3.5：1.5的比例混合，均匀地喷涂在蜗杆表面，然后烘干，涂层厚度为1.5mm；然后设定激光器熔覆工艺参数，激光器熔覆工艺参数为：功率P＝2500W、矩形光斑2×8mm、搭接率40％、扫描速度V＝360mm/min；将合金粉末混合溶液熔覆在蜗杆表面；按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的蜗杆进行机械加工；对加工后的蜗杆进行表面着色探伤，检测是否有影响蜗杆机械性能的缺陷，保证蜗杆的尺寸、形状、精度及表面质量均达到合格标准；检验合格后浸上防锈油，最后包装密封好。实施例3对蜗杆的表面进行简单清理，确定蜗杆表面磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除蜗杆表面的疲劳层1.5mm，对待修复蜗杆使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理；采用磁粉探伤和超声波探伤，确保去除疲劳层的蜗杆无表面和内部缺陷；配制合金粉末，钴基合金粉末配方按重量百分比含量为12％碳化钛、0.7％碳、5％氟化钙、6％氮化硅、6％硼、2％硅、1.2％钒、7％铁、18％钼，余量为钴，以上材料均为150-300目的金属合金粉末，将按比例配制好的合金粉末放入三维混粉器中混合3小时，制备机械预合金化合金粉末；将蜗杆固定在激光加工数控机床上，将预置合金粉末、粘结剂与丙酮按45.5：3.5：1的比例混合，均匀地喷涂在蜗杆表面，然后烘干，涂层厚度为2mm；然后设定激光器熔覆工艺参数，激光器熔覆工艺参数为：功率P＝2500W、矩形光斑2×8mm、搭接率30％、扫描速度V＝240mm/min；将合金粉末混合溶液熔覆在蜗杆表面；按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的蜗杆进行机械加工；对加工后的蜗杆进行表面着色探伤，检测是否有影响蜗杆机械性能的缺陷，保证蜗杆的尺寸、形状、精度及表面质量均达到合格标准；检验合格后浸上防锈油，最后包装密封好。实施例4对蜗杆的表面进行简单清理，确定蜗杆表面磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除蜗杆表面的疲劳层1mm，对待修复蜗杆使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理；采用磁粉探伤和超声波探伤，确保去除疲劳层的蜗杆无表面和内部缺陷；配制合金粉末，钴基合金粉末按重量百分比含量为13％碳化钛、0.5％碳、5.5％氟化钙、5％氮化硅、7％硼、1％硅、1.1％钒、9％铁、17％钼，余量为钴，以上材料均为150-300目的金属合金粉末，将按比例配制好的合金粉末放入三维混粉器中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜗杆的激光熔覆再制造方法，其特征在于：(1)对蜗杆的表面进行简单清理，确定蜗杆表面磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除蜗杆表面的疲劳层；对待修复蜗杆使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理；(2)对蜗杆采用磁粉探伤和超声波探伤，确保蜗杆无表面和内部缺陷。(3)配制钴基合金粉末，将配制好的合金粉末放入三维混粉器中混合2～3小时，至均匀；所述钴基合金粉末的质量百分比为：碳化钛11‑14、碳0.3‑0.7、氟化钙5‑7、氮化硅5‑6、硼4‑7、硅1‑3、钒1.1‑1.3、铁6‑10、钼16‑20，余量为钴，以上材料均为150‑300目的合金粉末；(4)按钴基合金粉末：粘结剂：丙酮的质量比为44‑46：2‑3.5：1‑2.5的比例，将合金粉末、粘结剂与丙酮的混合溶液均匀喷涂在蜗杆表面，然后烘干，涂层厚度为1‑3mm；所述粘结剂为环氧树脂；(5)将蜗杆固定在大功率半导体激光熔覆加工数控机床上，采用大功率半导体激光器熔覆扫描，设定激光器熔覆工艺参数，矩形光斑为2×8mm，激光扫描速度为240‑480mm/min，搭接率为30‑40％，半导体激光器的扫描功率为2000‑3000W，将钴基合金粉末熔覆在蜗杆表面，熔覆过程中采用惰性气体保护；所述保护气体为氩气；(6)按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的蜗杆进行机械加工，达到尺寸和精度要求；(7)对加工后的蜗杆进行表面着色探伤，检测是否有缺陷，保证蜗杆的表面质量均达到合格标准。...

【技术特征摘要】
1.一种蜗杆的激光熔覆再制造方法，其特征在于：(1)对蜗杆的表面进行简单清理，确定蜗杆表面磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除蜗杆表面的疲劳层；对待修复蜗杆使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理；(2)对蜗杆采用磁粉探伤和超声波探伤，确保蜗杆无表面和内部缺陷。(3)配制钴基合金粉末，将配制好的合金粉末放入三维混粉器中混合2～3小时，至均匀；所述钴基合金粉末的质量百分比为：碳化钛11-14、碳0.3-0.7、氟化钙5-7、氮化硅5-6、硼4-7、硅1-3、钒1.1-1.3、铁6-10、钼16-20，余量为钴，以上材料均为150-300目的合金粉末；(4)按钴基合金粉末：粘结剂：丙酮的质量比为44...

【专利技术属性】
技术研发人员：付宇明，高永飞，齐童，郑丽娟，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13