一种圆盘剪刃的激光熔覆修复工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种圆盘剪刃的激光熔覆修复工艺，用于解决现有技术中无法有效的修复圆盘剪刃的技术问题，包括：步骤一：备料：准备修复合金粉末和强化合金粉末；步骤二：剪刃表面预处理：步骤2.1)清洗所述剪刃表面；步骤2.2)干燥所述剪刃表面；步骤三：激光熔覆修复层：使用所述修复合金粉末，在所述修复区域激光熔覆形成所述修复层；步骤四：机械加工强化区域：在所述剪刃表面和/或所述修复区域上机械加工出所述强化区域；步骤五：激光熔覆强化层：使用所述强化合金粉末，在所述强化区域激光熔覆形成所述强化层。实施本发明专利技术的技术方案可实现有效修复圆盘剪刃，提高圆盘剪刃使用寿命，从而降低生产线运行成本的技术效果。

A laser cladding repair process for disc shears

【技术实现步骤摘要】
一种圆盘剪刃的激光熔覆修复工艺
本专利技术涉及圆盘剪刃修复领域，特别涉及一种圆盘剪刃的激光熔覆修复工艺。
技术介绍
激光熔覆是一种利用高能激光束作用于预先涂覆在金属表面或采用同步送入的粉末上，使之快速加热并快速凝固形成良好冶金结合的方法，其与传统的表面强化及修复技术相比，激光熔覆具有精度高，效率高，形成冶金结合强度高等优点，可以满足一些局部要求高强度高耐磨的特殊金属构件的要求。圆盘剪刃是钢铁企业冷轧连续自动或半自动生产线上，生产高质量的带钢边部和高精度带钢宽度尺寸的关键部件。圆盘剪刃一般采用H13合金钢制作，H13是一种电渣重熔钢，也是国际上广泛采用的强韧兼备的热作模具钢。在冷轧薄板生产中，为了获得高精度的带钢边部和高精度的带钢宽度尺寸，需要对钢带进行切边作业。在连续切边过程中，H13圆盘剪刃刃口在钢板的反剪切力长时间作用下会产生热疲劳而崩刃。局部崩口后一般是用外圆磨床磨削，一直到刃口修复。圆盘剪刃的原始尺寸为￠600mm磨削到￠560mm就无法使用而报废，而一片H13重量在40kg的圆盘剪刃的价格在10000元左右，价格昂贵。对于一条300万吨的冷轧线而言一年要耗费12000片圆盘剪刃，即仅在圆盘剪刃上的成本便达到1.2亿，因此对圆盘剪刃的修复和强化意义非常重大。在传统上，企业会采用传统电焊技术修复，用与圆盘剪刃基体金属成分一样的H13模具钢焊条或美国M480模具钢焊条对圆盘圆盘剪刃补焊，但常规的电焊修复因为其焊接过程结晶晶粒粗大，热影响区的魏氏体组织严重影响堆焊层的力学性能，从而导致补焊的刃口上线使用时很快崩口，并且一旦到达报废尺寸，无法采用常规的电焊来修复。所以大多数企业使用到报废尺寸后，就不再重复利用。故市场亟需一种可以有效修复圆盘剪刃，提高圆盘剪刃使用寿命，从而降低生产线运行成本的圆盘剪刃修复工艺。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术中披露了，本专利技术的技术方案是这样实施的：一种圆盘剪刃的激光熔覆修复工艺，其特征在于，包括：步骤一：备料：准备修复合金粉末和强化合金粉末；步骤二：剪刃表面预处理：步骤2.1)清洗所述剪刃表面；步骤2.2)干燥所述剪刃表面；步骤三：激光熔覆修复层：使用所述修复合金粉末，在所述修复区域激光熔覆形成所述修复层；步骤四：机械加工强化区域：在所述剪刃表面和/或所述修复区域上机械加工出所述强化区域；步骤五：激光熔覆强化层：使用所述强化合金粉末，在所述强化区域激光熔覆形成所述强化层。优选地，步骤三中，激光熔覆的工艺为多道熔覆。优选地，所述强化合金粉末包含以下元素及重量百分比含量：C0.3-1.5％、Cr4.5-11％、Si1.2-3.5％、Ni15-29％、B1.5-5％，余量为Fe。优选地，所述修复合金粉末包含以下元素及重量百分比含量：C0.15-2.75％、Si0.05-3.5％、Mn0.05-2.4％、P0-0.75％、S0-0.65％、Cr0.5-11.5％、W0-10.5％、Mo0.25-8.75％、Ni0-6.5％、V0-3.65％、Al0-1.5％、Co0-5％，余量为Fe。优选地，步骤二还包括：步骤2.3)对所述剪刃表面探伤，并机械加工去除所述剪刃表面具有裂纹的疲劳层。优选地，所述修复层的宽度范围为[0.5mm,60mm]，厚度范围为[0.3mm,40mm]。优选地，所述强化层的宽度范围为[1mm,10mm]，厚度范围为[0.3mm,5mm]。优选地，步骤三和/或步骤五中，激光熔覆的冷却的过程在保温箱中进行，冷却速度不大于150℃/h。优选地，还包括步骤六，机械打磨所述修复层和/或所述强化层。实施本专利技术的技术方案可解决现有技术中无法有效修复圆盘剪刃从而导致的技术问题；实施本专利技术的技术方案，通过激光熔覆技术对圆盘剪刃进行修复，可实现延长圆盘剪刃的使用寿命，提高资源使用效率，降低生产线生产成本的技术效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1位本专利技术的具体实施方式1的工艺流程示意图。图2为本专利技术的具体实施方式2的工艺流程示意图。图3为本专利技术的步骤二的一种优选的实施方式的工业流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1在本专利技术的具体实施方式1中，如图1、3所示，一种圆盘剪刃的激光熔覆修复工艺，其特征在于，包括：步骤一：备料：准备修复合金粉末和强化合金粉末；步骤二：剪刃表面预处理：步骤2.1)清洗所述剪刃表面；步骤2.2)干燥所述剪刃表面；步骤三：激光熔覆修复层：使用修复合金粉末，在修复区域激光熔覆形成修复层；步骤四：机械加工强化区域：在剪刃表面和/或修复区域上机械加工出强化区域；步骤五：激光熔覆强化层：使用强化合金粉末，在强化区域激光熔覆形成强化层。具体实施方式1针对局部崩口的圆盘剪刃修复；在步骤一中，修复合金粉末属于一种中碳合金粉末，强化合金粉末属于一种高碳合金粉末，修复合金粉末用于对圆盘剪刃进行修复，强化合金粉末用于对圆盘剪刃进行强化；在步骤二中所使用的清洗方法为超声波清洗法，所使用的清洗剂为丙酮，丙酮作为一种良好的溶剂，非常适合于在圆盘剪刃的应用场景中所产生的各种杂质的清洗工作，在超声波清洗过程中，超声波产生的强烈空化作用及振动将圆盘剪刃表面的污垢剥离脱落,乳化分解油脂性的污物，再使用流动的丙酮将已经脱落的但尚浮在圆盘剪刃表面上污物冲洗干净，再圆盘剪刃浸入丙酮,利用超声波将浮在工件各边、角及孔隙处的污物清洗干净，从而起到去除油污的作用，最后使用60℃以下的热风使圆盘剪刃表面快速干燥；步骤三中，使用高功率激光进行高温加热熔化修复合金粉末，在圆盘剪刃外圆刃口处两边各熔覆一层宽6mm，厚2mm的熔覆层作为修复层，使经修复后的圆盘剪刃与剪刃刃口未崩口的外圆、平面处齐平，该修复层大小可根据实际情况进行调整；在步骤四中，使用车削工具在剪刃刃口平面处车削宽4mm，深1.5mm的台阶，作为机械加工强化区域；步骤五，使用高功率激光在圆盘剪刃刃口平面车削出的机械加工强化区域激光熔覆强化合金粉末，熔覆宽4mm，厚2mm强化层，该强化层大小可根据实际情况进行调整，在该机械加工强化区域形成强化层以用于强化；通过上述步骤，可以实现对圆盘剪刃的有效修复，并加强了圆盘剪刃的强度，从而实现了延长圆盘剪刃的使用寿命，降低生产线运营成本的效果。在一种优选的实施方式中，如图2所示，步骤三中，激光熔覆的工艺为多道熔覆。在该优选的实施方式中，在熔覆作业过程中，如果遇到熔覆表面较大，坡度较大的作业情况，融化后的金属容易下垂，导致焊接后的焊缝变形，进而导致修复作业失败，而若采用多层多道熔覆作业，熔覆多个焊道以完成焊缝，则可以克服在熔覆表面较大，坡度较大的作业状况下的金属容易下垂的弊端，从而提高焊接质量与效率。在一种优选的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆盘剪刃的激光熔覆修复工艺，其特征在于，包括：步骤一：备料：准备修复合金粉末和强化合金粉末；步骤二：剪刃表面预处理：步骤2.1)清洗所述剪刃表面；步骤2.2)干燥所述剪刃表面；步骤三：激光熔覆修复层：使用所述修复合金粉末，在所述修复区域激光熔覆形成所述修复层；步骤四：机械加工强化区域：在所述剪刃表面和/或所述修复区域上机械加工出所述强化区域；步骤五：激光熔覆强化层：使用所述强化合金粉末，在所述强化区域激光熔覆形成所述强化层。

【技术特征摘要】
1.一种圆盘剪刃的激光熔覆修复工艺，其特征在于，包括：步骤一：备料：准备修复合金粉末和强化合金粉末；步骤二：剪刃表面预处理：步骤2.1)清洗所述剪刃表面；步骤2.2)干燥所述剪刃表面；步骤三：激光熔覆修复层：使用所述修复合金粉末，在所述修复区域激光熔覆形成所述修复层；步骤四：机械加工强化区域：在所述剪刃表面和/或所述修复区域上机械加工出所述强化区域；步骤五：激光熔覆强化层：使用所述强化合金粉末，在所述强化区域激光熔覆形成所述强化层。2.根据权利要求1所述的一种圆盘剪刃的激光熔覆修复工艺，其特征在于，步骤三中，激光熔覆的工艺为多道熔覆。3.根据权利要求2所述的一种圆盘剪刃的激光熔覆修复工艺，其特征在于，所述强化合金粉末包含以下元素及重量百分比含量：C0.3-1.5％、Cr4.5-11％、Si1.2-3.5％、Ni15-29％、B1.5-5％，余量为Fe。4.根据权利要求3所述的一种圆盘剪刃的激光熔覆修复工艺，其特征在于，所述修复合金粉末包含以下元素及重量百分比含量：C0.15-2.75％、Si0.05-3.5％、Mn...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓翔，王建文，徐翔，吴贞号，冯珂，周康杰，钱慧萍，周颉，
申请(专利权)人：上海岳乾激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31