一种高硬高韧高耐腐的耐磨部件及其耐磨层的加工方法技术

本发明专利技术公开一种高硬高韧高耐腐的耐磨部件及其表面耐磨层的加工方法，耐磨部件包括本体，本体表面设有通过激光熔覆制成的多个耐磨条，多个耐磨条在本体表面呈条纹状或网格状排列。多个耐磨条形成了易磨损部件的特殊表面耐磨织构，形成非连续表面耐磨涂层，可解决因大面积处理形成较大热应力而导致零件的变形，以及多道搭接而引起的回火软化问题；兼并整体零部件的耐磨性及韧性的提高，同时可改善接触表面应力分布状态，改变磨粒在接触表面运动形式，降低接触表面的磨损失效，提高零件使用寿命。

A Processing Method of Wear Resistant Parts with High Hardness, Toughness and Corrosion Resistance and Their Wear Resistant Layers

The invention discloses a high-hardness, high-toughness, high-corrosion-resistant wear-resistant component and a processing method of its surface wear-resistant layer. The wear-resistant component comprises a body, which is provided with a plurality of wear-resistant strips made by laser cladding, and a plurality of wear-resistant stripes are arranged in stripe or mesh shape on the body surface. Several wear-resistant strips form special surface wear-resistant texture of wearable parts and discontinuous surface wear-resistant coatings, which can solve the deformation of parts caused by large thermal stress caused by large area treatment and temper softening caused by multi-pass overlap, and improve the wear resistance and toughness of integral parts and can be changed at the same time. Good stress distribution on contact surface, change the movement of abrasive particles on contact surface, reduce the wear failure of contact surface, and improve the service life of parts.

【技术实现步骤摘要】
一种高硬高韧高耐腐的耐磨部件及其耐磨层的加工方法
本专利技术涉及工程机械零部件
，特别是一种高硬高韧高耐腐的耐磨部件及其耐磨层的加工方法。
技术介绍
双轮铣设备是目前国际上先进的地下连续墙（防渗墙）施工专用设备，在复杂地层条件下的施工效率高、精度高、适应性强，而且对于环境影响和污染小，被国内外广泛应用于地铁、地下管廊等工程。在施工过程中，通过耐磨部件（限位块与导向环）的相互作用，不仅有效地消除铣削盲区，同时可以避免摆齿与减速机的干涉。因此，耐磨部件为双轮铣设备的关键工作装置，直接决定施工进程。但是，在铣削过程中，由于大量硬质颗粒混入限位块与导向环的接触面，导致耐磨部件发生严重磨损，寿命远低于设计值，需频繁更换，影响工程进度。因此，开发出一种高寿命的耐磨部件或耐磨强化处理工艺是十分必要的。导向环与限位块基体材料为42CrMo，其结构如附图1-导向环和附图2-限位块所示。基于该耐磨部件的工作环境：潮湿、重载、冲击等极端条件，为了提高耐磨部件使用寿命，目前工程上采用常规热处理的方式使材料表面硬度处于35-40HRC之间，以保证材料表面硬度和韧性的兼顾。但仍存在以下几点不足：（1）现有热处理技术对材料表面硬度的改善程度主要由基材合金元素种类与含量决定，通过热处理方式提高的硬度上限有其局限性；（2）工作过程中，有大量的冲击与振动的作用，必然要保证零件有足够的韧性，因此限制零件表面硬度最大程度的提高；（3）现有热处理时间较长，工艺繁琐，不同区域强化层厚度与性能无法进行有效的调控，并且零件整体热处理会造成大量能源的浪费；（4）热处理工艺无法有效改善零件表面耐腐蚀性，会导致因表面腐蚀而引起的磨损加剧，降低耐磨部件的使用寿命。因此，采用传统热处理方式所制备的限位块无法达到最佳的使用状态，直接导致导向环与限位块寿命远低于设计值，无法满足工程需求。名词解释LC---LaserCladding激光熔覆。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为，利用激光熔覆技术，在部件表面制备出具有特殊形状的表面织构，提高部件表面硬度与耐腐蚀性，减少部件在工作过程中的磨损以及因表面腐蚀而引起的磨损加剧。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种高硬高韧高耐腐的耐磨部件，包括本体，本体表面设有通过激光熔覆制成的多个耐磨条，多个耐磨条在本体表面呈条纹状或网格状排列；各耐磨条的硬度为40-60HRC，厚度为0.5-3mm，宽度为2-10mm。优选的，条纹状的多个耐磨条相互平行，相邻两个耐磨条之间的间距为2-40mm。耐磨条的倾斜角度不限，但始终与磨损方向呈一定的角度而不平行。优选的，所述网格状由正向倾斜耐磨条条纹组和反向倾斜耐磨条条纹组相互交叉形成；正向倾斜耐磨条条纹组以及反向倾斜耐磨条条纹组中的多个耐磨条分别相互平行，且分属两组的任意两个相交叉的耐磨条之间的夹角为30-150°。正向倾斜以及反向倾斜的耐磨条分别与磨损方向呈一定的角度而不平行，可使表面接触应力沿耐磨条方向传导，改变接触面应力分布状态，降低磨粒运动驱动力，而提升耐磨部件的使用寿命。优选的，正向倾斜耐磨条条纹组和反向倾斜耐磨条条纹组中，相邻耐磨条之间的间距相等，为2-40mm。优选的，所述耐磨部件为双轮铣设备的导向环与限位块。一种前述耐磨部件上耐磨层的加工方法，包括步骤：S1，对部件表面进行打磨和清洗，以祛除覆层和杂质；S2，选取耐磨条金属原材料，利用高能激光束将耐磨条金属原材料熔化并沉积于待处理的部件本体表面，形成单道激光熔覆层，即单个耐磨条；S3，控制激光熔覆工作头的扫描路径，重复步骤S2，以在部件本体表面制出多个所述耐磨条，且多个耐磨条在本体表面呈条纹状或网格状排列。本专利技术中，激光熔覆技术及其中工作头的路径控制方法为现有技术，路径控制参数可根据所要制成的单道激光熔覆层的尺寸和硬度参数，以及多个耐磨条的排列方式进行相应调整。优选的，S2中，所述耐磨条金属原材料为金属粉末、金属焊条或金属丝材。优选的，S2中，所述单个耐磨条的硬度为40-60HRC，厚度为0.5-3mm，宽度为2-10mm。优选的，S2中，所述单个耐磨条的横截面为半圆形。优选的，S3中，当多个耐磨条需要在本体表面呈网格状排列时，先沿第一倾斜方向制出多个相互平行且间距相等的正向耐磨条，然后在正向耐磨条上方，沿与第一倾斜方向相反的第二倾斜方向，制出多个相互平行且间距相等的反向耐磨条；反向耐磨条与正向耐磨条的交叉点上，两者的夹角为30-150°。本专利技术所述倾斜方向相反可理解为：随着耐磨条的长度延伸，第一倾斜方向/正向倾斜为从下向上倾斜，第二倾斜方向/反向倾斜为从上向下倾斜；也可以理解为第一倾斜方向/正向倾斜与第二倾斜方向/反向倾斜的斜率为一正一负，但斜率的绝对值可相等或不等。有益效果本专利技术通过基于激光熔覆技术，在导向环与限位块表面制备出具有特殊表面织构的耐磨层：条纹状与网格状，并确定耐磨条的取向、耐磨条之间的间距等特征量，使得耐磨部件兼并耐磨性与韧性和耐腐蚀性。同时应用本专利技术耐磨层加工方法的耐磨部件，如导向环与限位块制备过程简单，相比于传统热处理表面强化方式所制备耐磨层，能够明显提高耐磨损性能约为原处理方式4-6倍。此外，相比于大面积激光熔覆处理，本专利技术能解决因搭接而产生的回火软化的问题，并且很好的降低热输入量，减少处理区域的残余热应力。同时本专利技术应用于双轮铣等工程机械时，能显著降低导向环与限位块的更换频次，提高双轮铣可靠性，提高产品市场竞争力。附图说明图1所示为双轮铣导向环；图2所示为双轮铣限位块；图3所示为单道激光熔覆层截面示意图；图4所示为激光熔覆制备的条纹状耐磨层织构表面示意图；图5所示为激光熔覆制备的网格状耐磨层织构表面示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例进一步描述。实施例1结合图3至图5所示，本实施例的高硬高韧高耐腐的耐磨部件，包括本体1，本体表面设有通过激光熔覆制成的多个耐磨条2，多个耐磨条2在本体1表面呈条纹状或网格状排列；各耐磨条的硬度为40-60HRC，厚度d为0.5-3mm，宽度w为2-10mm。图1和图2所示，本实施例所述耐磨部件为即双轮铣的导向环和限位块，本专利技术尤其适用于这类工程机械的易磨损部件。参考图4所示，条纹状的多个耐磨条相互平行，相邻两个耐磨条之间的间距S1为2-40mm。耐磨条的倾斜角度α不限，但始终与磨损方向呈一定的角度而不平行。参考图5所示，网格状由正向倾斜耐磨条条纹组和反向倾斜耐磨条条纹组相互交叉形成；正向倾斜耐磨条条纹组以及反向倾斜耐磨条条纹组中的多个耐磨条分别相互平行，且分属两组的任意两个相交叉的耐磨条之间的夹角θ为30-150°。正向倾斜以及反向倾斜的耐磨条分别与磨损方向呈一定的角度而不平行，可使表面接触应力沿耐磨条方向传导，改变接触面应力分布状态，降低磨粒运动驱动力，而提升耐磨部件的使用寿命。正向倾斜耐磨条条纹组和反向倾斜耐磨条条纹组中，相邻耐磨条之间的间距相等，S2=S3=2-40mm。本实施例具有以下优点和进步：（1）基于激光熔覆技术快速加热和冷却的特点，本专利技术所制备的涂层具有极细的晶粒尺寸，能显著提高处理表面硬度与耐腐蚀性，可降低部件在工作过程中的磨损以及表面腐蚀而引起的磨损加剧；（2）耐磨层可为部件之间如限位块基体与导向环基体之间直接接触时，提供接触面的支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硬高韧高耐腐的耐磨部件，其特征是：包括本体，本体表面设有通过激光熔覆制成的多个耐磨条，多个耐磨条在本体表面呈条纹状或网格状排列；各耐磨条的硬度为40‑60HRC，厚度为0.5‑3mm，宽度为2‑10mm。

【技术特征摘要】
1.一种高硬高韧高耐腐的耐磨部件，其特征是：包括本体，本体表面设有通过激光熔覆制成的多个耐磨条，多个耐磨条在本体表面呈条纹状或网格状排列；各耐磨条的硬度为40-60HRC，厚度为0.5-3mm，宽度为2-10mm。2.根据权利要求1所述的高硬高韧高耐腐的耐磨部件，其特征是：条纹状的多个耐磨条相互平行，相邻两个耐磨条之间的间距为2-40mm。3.根据权利要求1所述的高硬高韧高耐腐的耐磨部件，其特征是：所述网格状由正向倾斜耐磨条条纹组和反向倾斜耐磨条条纹组相互交叉形成；正向倾斜耐磨条条纹组以及反向倾斜耐磨条条纹组中的多个耐磨条分别相互平行，且分属两组的任意两个相交叉的耐磨条之间的夹角为30-150°。4.根据权利要求3所述的高硬高韧高耐腐的耐磨部件，其特征是：正向倾斜耐磨条条纹组和反向倾斜耐磨条条纹组中，相邻耐磨条之间的间距相等，为2-40mm。5.根据权利要求1所述的高硬高韧高耐腐的耐磨部件，其特征是：所述耐磨部件为双轮铣设备的导向环与限位块。6.一种权利要求1-5任一项所述耐磨部件上耐磨层的加工方法，其特征是：包括步...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志凯，何冰，王井，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32