一种绞车卷筒的修复方法技术

一种绞车卷筒的修复方法，其步骤主要包括：(1)确定疲劳磨损部位并去除疲劳层；(2)进行无损检测，确定待熔覆卷筒无表面和内部缺陷；(3)按质量百分比：Ni20A 70％、Al2O3 30％配置合金粉末；(4)将卷筒固定在大功率半导体激光加工机床上，采用同轴送粉的方法进行激光熔覆，并向熔覆过程中的熔池通入惰性气体进行保护；(5)对熔覆后的卷筒进行机械加工以达到尺寸和精度的要求。本发明专利技术工艺简单、节能环保、可控性强，显著提高了卷筒的硬度、耐磨性和抗疲劳性能，实现了磨损后卷筒的修复，且使用寿命更长，大大降低了企业的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种绞车卷筒的修复方法
本专利技术属于机械制造领域，特别涉及一种机械的修复方法。
技术介绍
卷筒是绞车的主要承载部件，它的作用是缠绕牵引钢丝绳。本专利技术所涉及的卷筒采用灰铸铁铸造，由于卷筒在使用时受钢丝绳的挤压、摩擦，致使卷筒中间部位磨损严重，对于磨损后的卷筒为了保证使用安全，大多采用的是更换卷筒的方法，但这样会严重浪费资源，大大提高了生产成本。目前有采用手工焊接或堆焊的方法对磨损后的卷筒进行修复，但这些方法由于存在变形大、污染严重、成本高等缺陷，且灰铸铁强度低、几乎无塑性、焊接性极差，焊接过程中易出现白口组织、裂纹、气孔等问题，所以灰铸铁焊接的难度很大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、可控性强、节能环保、高效且成本低廉的绞车卷筒的修复方法。本专利技术的技术方案如下：(1)对绞车卷筒进行拆卸、清洗、检测，确定卷筒磨损部位及其磨损量；根据检测结果，去除卷筒的磨损疲劳层；(2)用无水乙醇和丙酮对磨损部位反复清洗，去除油污等杂质；(3)采用磁粉探伤和超声波探伤，确保卷筒无表面和内部缺陷；(4)将按比例配制好的合金粉末放入加热箱中干燥并用机械式混粉器混合均匀；所述的合金粉末质量百分比为：Ni20A70％、Al2O330％；所述的加热箱干燥的时间是1小时，在机械式混粉器中混合2～3小时。(5)将卷筒固定在大功率半导体激光加工机床上，设定激光熔覆工艺参数，对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，对熔覆过程中的熔池采用惰性气体保护；所述的激光熔覆工艺参数：功率P＝2000～3000W、矩形光斑为2×8mm、搭接率25～40％、扫描速度V＝240～420mm/min；所用的惰性保护气体是氩气；(6)对加工后的卷筒进行表面着色探伤并进行机械加工，以保证卷筒的尺寸、形状、精度及表面质量均满足要求。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、工艺简单，可控性强，适用范围宽，成本低且节能环保，适合大规模生产使用；2、修复后的卷筒无热变形，熔覆合金层与基体间为冶金结合，结合强度大，熔覆层厚度1mm～3mm可选；3、熔覆层晶粒细小，组织致密并生成多种高硬度、高耐磨的碳化物，明显提高了抗疲劳磨损性能，延长了卷筒的使用寿命，从而降低企业的成本。4、卷筒激光熔覆后，熔覆层的洛氏硬度较熔覆前提高了HRC8以上，耐磨性提高了1.5倍以上。具体实施方式实施例1首先对绞车卷筒进行拆卸，清洗，检测尺寸，确定卷筒磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除卷筒的磨损疲劳层0.5mm；再对去除疲劳磨损层的卷筒采用磁粉探伤和超声波探伤，确保卷筒无表面和内部缺陷；配制合金粉末:粒度为150～300目，合金粉末质量百分比：Ni20A(70％)，Al2O3(30％)，将配制好的合金粉末放入加热箱中干燥1小时，机械式混粉器中混合2小时；将卷筒固定在五轴激光加工机床上，采用大功率半导体激光器进行扫描，设定熔覆工艺参数为：功率P＝2000W、矩形光斑为2×8mm、搭接率25％、扫描速度V＝240mm/min；所用的惰性保护气体是氩气；对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，涂层厚度达到1mm；利用氮气对熔覆过程中的熔池进行保护；按照相关技术要求对激光熔覆后的卷筒进行磨削加工；对加工后的卷筒进行表面着色探伤，保证卷筒的尺寸、形状、精度及表面质量均满足要求；检验合格后的成品件涂防锈油，最后进行包装。实施例2首先对绞车卷筒进行拆卸，清洗，检测尺寸，确定卷筒磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除卷筒的磨损疲劳层0.5mm；再对去除疲劳磨损层的卷筒采用磁粉探伤和超声波探伤，确保卷筒无表面和内部缺陷；配制合金粉末:粒度为150～300目，合金粉末质量百分比：Ni20A(70％)，Al2O3(30％)，将配制好的合金粉末放入加热箱中干燥1小时，机械式混粉器中混合2.5小时；将卷筒固定在五轴激光加工机床上，采用大功率半导体激光器进行扫描，设定熔覆工艺参数为：功率P＝2000W、矩形光斑为2×8mm、搭接率35％、扫描速度V＝300mm/min。所用的惰性保护气体是氩气。对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，涂层厚度达到1mm；利用氮气对熔覆过程中的熔池进行保护；按照相关技术要求对激光熔覆后的卷筒进行磨削加工；对加工后的卷筒进行表面着色探伤，保证卷筒的尺寸、形状、精度及表面质量均满足要求；检验合格后的成品件涂防锈油，最后进行包装。实施例3首先对绞车卷筒进行拆卸，清洗，检测尺寸，确定卷筒磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除卷筒的磨损疲劳层1mm；再对去除疲劳磨损层的卷筒采用磁粉探伤和超声波探伤，确保卷筒无表面和内部缺陷；配制合金粉末:粒度为150～300目，合金粉末质量百分比：Ni20A(70％)，Al2O3(30％)将配制好的合金粉末放入加热箱中干燥1小时，机械式混粉器中混合3小时；将卷筒固定在五轴激光加工机床上，采用大功率半导体激光器进行扫描，设定熔覆工艺参数为：功率P＝2500W、矩形光斑为2×8mm、搭接率25％、扫描速度V＝300mm/min。所用的惰性保护气体是氩气。对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，涂层厚度达到1.5mm；利用氮气对熔覆过程中的熔池进行保护；按照相关技术要求对激光熔覆后的卷筒进行磨削加工；对加工后的卷筒进行表面着色探伤，保证卷筒的尺寸、形状、精度及表面质量均满足要求；检验合格后的成品件涂防锈油，最后进行包装。实施例4首先对绞车卷筒进行拆卸，清洗，检测尺寸，确定卷筒磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除卷筒的磨损疲劳层1mm；再对去除疲劳磨损层的卷筒采用磁粉探伤和超声波探伤，确保卷筒无表面和内部缺陷；配制合金粉末:粒度为150～300目，合金粉末质量百分比：Ni20A(70％)，Al2O3(30％)将配制好的合金粉末放入加热箱中干燥1小时，机械式混粉器中混合2小时；将卷筒固定在五轴激光加工机床上，采用大功率半导体激光器进行扫描，设定熔覆工艺参数为：功率P＝2500W、矩形光斑为2×8mm、搭接率40％、扫描速度V＝300mm/min。所用的惰性保护气体是氩气。对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，涂层厚度达到1.5mm；利用氮气对熔覆过程中的熔池进行保护；按照相关技术要求对激光熔覆后的卷筒进行磨削加工；对加工后的卷筒进行表面着色探伤，保证卷筒的尺寸、形状、精度及表面质量均满足要求；检验合格后的成品件涂防锈油，最后进行包装。实施例5首先对绞车卷筒进行拆卸，清洗，检测尺寸，确定卷筒磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除卷筒的磨损疲劳层1.5mm；再对去除疲劳磨损层的卷筒采用磁粉探伤和超声波探伤，确保卷筒无表面和内部缺陷；配制合金粉末:粒度为150～300目，合金粉末质量百分比：Ni20A(70％)，Al2O3(30％)将配制好的合金粉末放入加热箱中干燥1小时，机械式混粉器中混合3小时；将卷筒固定在五轴激光加工机床上，采用大功率半导体激光器进行扫描，设定熔覆工艺参数为：功率P＝3000W、矩形光斑为2×8mm、搭接率40％、扫描速度V＝420mm/min。所用的惰性保护气体是氩气。对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，涂层厚度达到2mm；利用氮气对熔覆过程中的熔池进行保护；按照相关技术要求对激光熔覆后的卷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绞车卷筒的修复方法，其特征在于：其包括如下步骤：(1)对绞车卷筒进行拆卸、清洗、检测，确定卷筒磨损部位及其磨损量；根据检测结果，去除卷筒的磨损疲劳层；(2)用无水乙醇和丙酮对磨损部位反复清洗，去除油污等杂质；(3)采用磁粉探伤和超声波探伤，确保卷筒无表面和内部缺陷；(4)将按比例配制好的合金粉末放入加热箱中干燥并用机械式混粉器混合均匀；(5)将卷筒固定在大功率半导体激光加工机床上，设定激光熔覆工艺参数，对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，对熔覆过程中的熔池采用惰性气体进行保护；(6)对加工后的卷筒进行表面着色探伤并进行机械加工，以保证卷筒的尺寸、形状、精度及表面质量均满足要求。

【技术特征摘要】
1.一种绞车卷筒的修复方法，其特征在于：其包括如下步骤：(1)对绞车卷筒进行拆卸、清洗、检测，确定卷筒磨损部位及其磨损量；根据检测结果，去除卷筒的磨损疲劳层；(2)用无水乙醇和丙酮对磨损部位反复清洗，去除油污等杂质；(3)采用磁粉探伤和超声波探伤，确保卷筒无表面和内部缺陷；(4)将按比例配制好的合金粉末放入加热箱中干燥并用机械式混粉器混合均匀；(5)将卷筒固定在大功率半导体激光加工机床上，设定激光熔覆工艺参数，对待修复表面采用气动同轴送粉方法进行激光熔覆，对熔覆过程中的熔池采用惰性气体进行保护；(6)对加工后的卷筒进行表面着色探伤并进行机械加工，以保证卷筒的尺寸、形状、精度...

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