一种液压内导缸表面的激光强化方法技术

一种液压内导缸表面的激光强化方法，属于表面处理技术领域。采用合金钢铸造液压内导缸毛坯，液压内导缸毛坯加热至550～620℃，保温8～10小时，炉冷至温度低于300℃后出炉空冷至室温，并进行粗加工，然后在合金钢液压内导缸工作面，采用激光强化的方法，熔覆一层硬度高、强韧性好的耐磨涂层，从而实现液压内导缸表面的激光强化，与无激光表面处理相比，使用寿命提高3倍以上，推广应用具有良好的经济和社会效益。

A laser strengthening method for the surface of hydraulic inner cylinder

A laser strengthening method for the surface of the hydraulic inner cylinder belongs to the field of surface treatment technology. Using alloy steel casting by hydraulic cylinder hydraulic cylinder blank blank, by heating to 550~620 DEG C for 8~10 hours, the furnace cooled to a temperature below 300 DEG C out after cooling to room temperature, and rough machining, then in alloy steel by hydraulic cylinder working face, using the method of laser hardening, wear coating covered with a layer of high hardness, good toughness, so as to realize the laser surface strengthening guide hydraulic cylinder, compared with laser surface treatment, improve the service life of more than 3 times, with good economic and social benefits of popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种液压内导缸表面的激光强化方法
本专利技术公开了一种液压内导缸表面强化方法，特别涉及一种液压内导缸表面的激光强化方法，属于表面处理

技术介绍
在行程与直径之比较大时，液压缸采用通常的导向方法；对于如非常大缸径的特别短的缸例，导向则很难实现。由于缸径较大，很短的支承宽度使得这种缸在支承边缘产生倾斜。导向面(通常的导向方式该面同时又是密封面)处的局部压力是很高的，并且还会产生金属接触，尤其当周围环境存在灰尘和脏物时，导向和密封面就会被破坏，因此密封作用将首先受到影响。对长度与缸径比很小的缸可以安装一种内部导向的结构，这种导向结构不会向支承边缘处倾斜并且防止了密封面处的金属接触。在连铸生产中将引锭平台按照不同的速度下降，其中引锭平台承载最大达150吨，而且重量是有可能变化的。因此内导缸缸体表面上有矩形键，与活塞杆上的矩形键槽相配合，以此保证活塞杆即平台下降过程无旋转和抖动。此外，其下降过程中平台不能旋转，抖动。中国技术CN203756645公开了内导式液压缸扭矩限制器，包括：底部固定的内导式液压缸主体，固定于内导式液压缸主体上端的内导式液压缸端部法兰和装配于内导式液压缸端部法兰上端的固定座；固定座下端面固定有防脱法兰；防脱法兰中心圆孔直径小于内导式液压缸端部法兰最大直径；防脱法兰下端面固定有安全销座Ⅰ；固定座下端面固定有与安全销座Ⅰ对位设置的安全销座Ⅱ；安全销座Ⅰ与安全销座Ⅱ加工用于安全销钉伸入连接安全销座Ⅰ与安全销座Ⅱ的对位通孔；采用上述技术方案的本技术通过安全销钉的伸入实现限制转动，当安全销钉被扭转力剪断后，固定座与内导式液压缸端部法兰能够相对转动进而保证内导式液压缸主体上不受扭转力破坏。中国专利技术专利CN103398173公开了一种耐磨涂层轻质复合材料活塞杆，所述活塞杆采用碳纤维增强金属基复合材料，其杆体(1)具有中空的内腔(3)，并且在杆体外表面喷涂金属陶瓷层(2)。该活塞杆的杆体设计为空心结构，在强度相同的情况下，大大降低了自身重量，实现轻量化，同时活塞杆表层喷涂金属陶瓷层，提高其耐磨、防腐性能，其表面光洁度高，摩擦系数小，可降低活塞杆和配合件在运行中的摩擦损耗，同时可以解决电镀铬所带来的环境污染问题。该专利技术还公开了设有所述活塞杆的液压缸。中国专利技术专利CN104014985还公开了一种耐高温液压缸制造工艺，包括以下步骤：第1步，材料选择；第2步，产品加工；第3步，工艺设计。液压缸的材料根据工作介质的压力大小及工作缸的尺寸大小来选择。液压缸的材料，选择范围为40锻钢、45锻钢或者碳素钢STKM13C，活塞杆材质为S45C碳钢。液压缸表面为无缝冷抽加工，内径为高精度斜度交叉镗孔加工，内径公差为H7～H9，表面粗度为0.8～2.0S，引张强度为5.2MPa以上；活塞杆外径为研磨及硬质镀铬加工，外表公差为f7～f8，表面硬度为HV700以上，表面粗度为0.8～1.6S，硬铬厚度为20微米。该专利技术的耐高温性能较好，可延长其密封装置的使用寿命，因此需要备品备件数量少，还可减少更换周期，从而减轻工人的劳动强度；结构比较简单，而且安全可靠。中国技术CN201991868公告了一种抗腐蚀耐磨液压缸，其特征是在活塞杆外表面包裹一层不锈钢板，不锈钢板表面再镀硬铬。使液压缸活塞杆表面具有与不锈钢相同的抗腐蚀能力，同时还具有与镀铬活塞杆相同的耐磨性。中国专利技术专利CN105757037还公开了一种新型直线往复运动式液压缸，具有缸筒1、缸盖2和活塞3，缸筒1的外表面上喷涂有防腐层4，缸筒1上设置有缸盖2，活塞3的外径上设置有密封圈5，所述缸筒1上有泄油孔6，所述活塞3上设有溢流阀7，所述缸盖2上设有安全阀8，活塞3与缸筒1之间有弹簧9，所述的一种新型液压缸，结构简单，使用方便，具有较好的密封性能，不会造成漏液现象，工作可靠，节约成本，延长产品使用寿命。中国专利技术专利CN104043941还公开了一种液压缸报废导向套内孔表面的再制造加工工艺，包括以下步骤：包括以下步骤：对液压缸导向套进行加工前期的清洁处理；对液压缸导向套进行尺寸修补并对液压缸导向套内外表面做喷丸处理；采用丙酮对液压缸导向套内外表面进行清洗净化处理；在液压缸导向套的外螺纹、外表面、内孔壁面以及各沟槽处喷涂自熔性粉；采用中频感应加热设备重熔液压缸导向套的内外径，液压缸导向套的内外径完成重熔之后进行时效处理；对液压缸导向套进行尺寸加工；对液压缸导向套表面做QPQ处理。该专利技术有益效果是：将报废液压缸导向套再加工到原尺寸、原结构，可将螺纹加工在原位置处，提高了液压缸导向套的防腐和防拉伸性能，提高了液压缸的寿命，降低了成本。但是，上述液压缸或液压内导缸的表面强化方法普遍采用镀铬工艺，而镀铬工艺严重污染环境。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术问题，提出在液压内导缸表面，采用激光强化的方法，熔覆一层硬度高、强韧性好的涂层，从而实现液压内导缸表面的激光强化。为实现上述目的，本专利技术采用如下的工艺，在合金钢液压内导缸工作面，采用激光强化的方法，熔覆一层硬度高、强韧性好的耐磨涂层，从而实现液压内导缸表面的激光强化，具体步骤包括如下：①选用质量分数0.18～0.24％C,1.35～1.65％Mn,0.45～0.60％Si,0.22～0.43％Cr,0.45～0.65％Mo,0.055～0.080％V,0.032～0.060％Ce,0.032～0.060％La,0.075％≤Ce+La≤0.112％,0.002～0.006％B,0.015～0.022％Ba,0.012～0.022％Nb,0.008～0.015％Mg,≤0.035％S,≤0.035％P,余量Fe的合金钢，采用铸造方法制造成液压内导缸毛坯，液压内导缸毛坯加热至550～620℃，保温8～10小时，炉冷至温度低于300℃后出炉空冷至室温，并进行粗加工；②采用质量分数46～49％的镍基合金粉末、10～12％的铌铁粉末、17～19％的钒铁粉末、10～12％的稀土硅铁粉末、6～8％的碳素铬铁粉末和5～6％的石墨粉末配料并混合均匀，其中镍基合金粉末粒度为-140～+325目，铌铁粉末、钒铁粉末和碳素铬铁粉末粒度为-150～+250目，稀土硅铁粉末粒度为-260～+380目，石墨粉末粒度为-420～+500目；③将步骤②中混合均匀的粉末，采用同步送粉的方法，用激光器在步骤①粗加工后的液压内导缸本体工作表面制备耐磨熔覆层，实现液压内导缸本体工作表面的激光强化；激光光斑尺寸为5mm×5mm，送粉量为20～25g/s、激光功率为1500～2000W、激光扫描线速度为1350～1500mm/min，激光头及送粉喷头固定在一台工业机器人手臂上，熔覆时通入氩气保护熔池，耐磨熔覆层厚度为2.8～3.5mm；最后精加工至液压内导缸规定的尺寸和精度，即可获得工作表面实现了激光强化的液压内导缸，成品液压内导缸耐磨熔覆层厚度为2.5～3.2mm。如上所述镍基合金粉末的化学成分组成及质量分数为：0.25～0.34％C,3.2～3.6％B,10.2～11.5％Cr,5.5～6.2％Si,<2.6％Fe,余量为Ni；如上所述碳素铬铁粉末的化学成分组成及质量分数为：62.0～68.0％Cr，7.0～8.5％C，2.0～3.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压内导缸表面的激光强化方法，其特征在于，在合金钢液压内导缸工作面，采用激光强化的方法，熔覆一层硬度高、强韧性好的耐磨涂层，从而实现液压内导缸表面的激光强化，具体步骤包括如下：①选用质量分数0.18～0.24％C,1.35～1.65％Mn,0.45～0.60％Si,0.22～0.43％Cr,0.45～0.65％Mo,0.055～0.080％V,0.032～0.060％Ce,0.032～0.060％La,0.075％≤Ce+La≤0.112％,0.002～0.006％B,0.015～0.022％Ba,0.012～0.022％Nb,0.008～0.015％Mg,≤0.035％S,≤0.035％P,余量Fe的合金钢，采用铸造方法制造成液压内导缸毛坯，液压内导缸毛坯加热至550～620℃，保温8～10小时，炉冷至温度低于300℃后出炉空冷至室温，并进行粗加工；②采用质量分数46～49％的镍基合金粉末、10～12％的铌铁粉末、17～19％的钒铁粉末、10～12％的稀土硅铁粉末、6～8％的碳素铬铁粉末和5～6％的石墨粉末配料并混合均匀，其中镍基合金粉末粒度为‑140～+325目，铌铁粉末、钒铁粉末和碳素铬铁粉末粒度为‑150～+250目，稀土硅铁粉末粒度为‑260～+380目，石墨粉末粒度为‑420～+500目；③将步骤②中混合均匀的粉末，采用同步送粉的方法，用激光器在步骤①粗加工后的液压内导缸本体工作表面制备耐磨熔覆层，实现液压内导缸本体工作表面的激光强化；激光光斑尺寸为5mm×5mm，送粉量为20～25g/s、激光功率为1500～2000W、激光扫描线速度为1350～1500mm/min，激光头及送粉喷头固定在一台工业机器人手臂上，熔覆时通入氩气保护熔池，耐磨熔覆层厚度为2.8～3.5mm；最后精加工至液压内导缸规定的尺寸和精度，即可获得工作表面实现了激光强化的液压内导缸，成品液压内导缸耐磨熔覆层厚度为2.5～3.2mm。...

【技术特征摘要】
1.一种液压内导缸表面的激光强化方法，其特征在于，在合金钢液压内导缸工作面，采用激光强化的方法，熔覆一层硬度高、强韧性好的耐磨涂层，从而实现液压内导缸表面的激光强化，具体步骤包括如下：①选用质量分数0.18～0.24％C,1.35～1.65％Mn,0.45～0.60％Si,0.22～0.43％Cr,0.45～0.65％Mo,0.055～0.080％V,0.032～0.060％Ce,0.032～0.060％La,0.075％≤Ce+La≤0.112％,0.002～0.006％B,0.015～0.022％Ba,0.012～0.022％Nb,0.008～0.015％Mg,≤0.035％S,≤0.035％P,余量Fe的合金钢，采用铸造方法制造成液压内导缸毛坯，液压内导缸毛坯加热至550～620℃，保温8～10小时，炉冷至温度低于300℃后出炉空冷至室温，并进行粗加工；②采用质量分数46～49％的镍基合金粉末、10～12％的铌铁粉末、17～19％的钒铁粉末、10～12％的稀土硅铁粉末、6～8％的碳素铬铁粉末和5～6％的石墨粉末配料并混合均匀，其中镍基合金粉末粒度为-140～+325目，铌铁粉末、钒铁粉末和碳素铬铁粉末粒度为-150～+250目，稀土硅铁粉末粒度为-260～+380目，石墨粉末粒度为-420～+500目；③将步骤②中混合均匀的粉末，采用同步送粉的方法，用激光器在步骤①粗加工后的液压内导缸本体工作表面制备耐磨熔覆层，实现液压内导缸本体工作表面的激光强化；激光光斑尺寸为5mm×5mm，送粉量为20～25g/s、激光功率为1500～2000W、激光扫描线速度为1350～1500mm/min，激光头及送粉喷头固定在一台工业机器人手臂上，熔覆时通入氩气保护熔池，耐磨熔覆层厚度为2.8～3.5mm；最后精加工至液压内导缸...

【专利技术属性】
技术研发人员：周敏，卞伟林，袁华杰，符寒光，
申请(专利权)人：常州力安液压设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32