一种天车轮的激光熔覆再制造方法技术

本发明专利技术涉及其一种天车轮的激光熔覆再制造方法，属于金属表面处理的技术领域，本发明专利技术提供的天车轮修复材料以质量百分数计，包括以下组分：C：0.1‑0.3%；Si：0.1‑0.3%；Cr：14.5‑18.5% Ni：1.0‑4.0%，余量为Fe。本发明专利技术提供的天车轮修复材料成分含量合理，有利于在天车轮激光再制造过程中，得到高质量的熔覆层，使再制造后的天车轮表面具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能，极大提高了再制造天车轮的使用寿命；本发明专利技术提供的用于天车轮表面的激光熔覆再制造工艺提高了生产效率和产品性能，适合大规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种天车轮的激光熔覆再制造方法
本专利技术涉及其一种天车轮的激光熔覆再制造方法，属于金属表面处理的

技术介绍
天车轮作为天车设备的关键部件，对天车的正常使用和安全生产方面具有举足轻重的作用，天车轮沿着天车轨道运动，实现天车的行走动作，天车轮承载着天车和起吊重物的双重重量，同时与轨道接触产生磨损，特别在天车行走的起停阶段，反复受到冲击，加速磨损。天车轮使用一段时间后经常出现磨损，如果不及时处理和更换，将影响天车的正常使用和生产安全。针对磨损后的天车轮，目前钢铁企业还是采用传统方法进行修复，如：手工电弧焊，堆焊、喷焊、等离子堆焊等，但这些传统方法由于热输入大，容易造成天车轮热变形而报废，同时这些方法还存在热影响区大，在修复后的使用过程中，热影响区内极易萌生裂纹而导致天车轮快速失效，严重的导致安全生产事故。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种天车轮的激光熔覆再制造方法，解决了传统工艺修复天车轮热变形大，热影响区大的弊病；同时，采用本专利技术提供的天车轮修复材料，可以获得高耐磨和耐腐蚀的熔覆层，进而显著提高了再制造天车轮的使用寿命和企业应用天车过程中的安全性。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种天车轮的激光熔覆再制造方法，包括以下步骤：一、对天车轮磨损表面依次进行车削疲劳层、清洗，得到预处理后的天车轮；二、将步骤一预处理后的天车轮装卡于激光熔覆数控机床上；三、将天车轮修复材料通过同轴送粉直接输送到激光熔池，通过柔性机械手将激光器焦点对准装卡于激光熔覆数控机床上的天车轮待熔覆部位进行熔覆；四、熔覆过程天车轮按设定速度转动，通过送粉量和熔覆次数来调整熔覆层厚度；五、对步骤四熔覆后的天车轮进行超声波和表面着色探伤；六、在步骤五对天车轮进行检测后的天车轮进行车削加工，得到表面光洁度、尺寸均符合图纸要求的再制造天车轮；七、对步骤六再制造后的天车轮进行超声波时效处理，处理时间为5-10min，去除残余应并强化天车轮，得到修复后的天车轮。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤一中单边车削疲劳层的厚度为1.0-4.0mm。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤三中采用光纤激光器进行熔覆，光纤激光器采用直径5mm的圆形光斑；激光熔覆的扫描功率为3000-3300W，扫描速度为550-750mm/min，搭接率为30-50％。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤四激光熔覆处理所得单次熔覆层的单边厚度为1.8mm。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤四中天车轮转动速度与激光器的扫描速度相同。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤四激光熔覆层厚度为2.0-5.0mm。本专利技术技术方案的进一步改进在于：对熔覆层的单边车削量为1.0-4.0mm。本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述修复材料的化学组成质量百分比为C：0.1-0.3％；Si：0.1-0.3％；Cr：14.5-18.5％；Ni：1.0-4.0％，余量为Fe；天车轮修复材料的粒度为135-325目。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术效果有：本专利技术提供的天车轮修复材料成分含量合理，有利于在天车轮再制造过程中，得到高质量的熔覆层，使再制造天车轮具有高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能，显著提高了再制造天车轮的使用寿命。实施例结果表明，本专利技术再制造天车轮的硬度为HRC57-59，耐磨性和耐腐蚀性比较原新天车轮提高1倍以上，使用寿命比较原新天车轮提高2倍以上。本专利技术提供的天车轮激光熔覆再制造方法，克服了传统堆焊、手工电弧焊、等离子堆焊极易出现热变形而导致天车轮修复失败，以及避免了传统修复工艺热影响区大，使用中易出现冷热裂纹等缺陷，保证了再制造天车轮长的使用寿命和高的安全可靠性。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明：本专利技术公开了一种天车轮的激光熔覆再制造方法，使用天车轮的修复材料，以质量百分数计，包括以下组分：C：0.1-0.3％；Si：0.1-0.3％；Cr：14.5-18.5％；Ni：1.0-4.0％，余量为Fe，天车轮修复材料的粒度为135-325目。本专利技术提供的天车轮修复材料包括质量分数0.1-0.3％的碳元素，优选为0.1-0.2％。在本专利技术中，所述碳元素有利于提高天车轮熔覆层的硬度和强度。本专利技术提供的天车轮修复材料包括质量分数0.1-0.3％的硅元素，优选为0.2-0.3％。在本专利技术中，所述硅元素在激光熔覆过程中起到脱氧作用，可以提高抗回火性，提高熔覆层的综合机械性能。本专利技术提供的天车轮修复材料包括质量分数14.5-18.5％的铬元素，优选为16.5-18.5％。在本专利技术中，所述铬元素可以显著提高天车轮熔覆层的耐磨性。本专利技术提供的天车轮修复材料包括质量分数为1.0-4.0％的镍元素，优选为3.5-4.0％。在本专利技术中，所述镍元素在激光熔覆过程中可以抑制熔覆层的回火脆性，并细化晶粒，提高熔覆层的耐腐蚀性能；同时，镍元素的添加可以提高熔覆层的强韧性和蠕变强度。本专利技术提供的天车轮修复材料的粒度优选为135-325目，优选为150-300目，进一步优选为180-280目。天车轮修复材料的制备方法没有特别要求，采用本领域技术人员所熟知的水雾化和气雾化粉末制备方法均可。本专利技术提供的天车轮修复材料成分含量合理，有利于在天车轮再制造过程中得到高质量的熔覆层，使再制造天车轮具有高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能，显著提高了再制造天车轮的使用寿命。本专利技术还提供一种天车轮的激光熔覆再制造方法，包括以下步骤：一、对天车轮磨损表面依次进行车削疲劳层、清洗，单边车削疲劳层的厚度为1.0-4.0mm，得到预处理后的天车轮；二、将步骤一预处理后的天车轮装卡于激光熔覆数控机床上；三、将天车轮修复材料通过同轴送粉直接输送到激光熔池，通过柔性机械手将光纤激光器焦点对准装卡于激光熔覆数控机床上的天车轮待熔覆部位进行熔覆；光纤激光器采用直径5mm的圆形光斑；激光熔覆的扫描功率为3000-3300W，扫描速度为550-750mm/min，搭接率为30-50％。四、熔覆过程天车轮按与激光器扫描速度相同的速度转动，通过送粉量和熔覆次数来调整熔覆层厚度；所得单次熔覆层的单边厚度为1.8mm，激光熔覆层厚度为2.0-5.0mm，对熔覆层的单边车削量为1.0-4.0mm；五、对步骤四熔覆后的天车轮进行超声波和表面着色探伤，超声波检测按国家标准QB/T12604.1-90执行，着色探伤按行业标准B/T4730-2005执行；六、在步骤五对天车轮进行检测后的天车轮进行车削加工，得到表面光洁度、尺寸均符合图纸要求的再制造天车轮；七、对步骤六再制造后的天车轮进行超声波时效处理，处理时间5-10min，去除残余应并强化天车轮，得到修复后的天车轮。以下为本专利技术的具体实施例：实施例1首先，配制天车轮修复材料，以质量百分数计，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天车轮的激光熔覆再制造方法，其特征在于：包括以下步骤：/n一、对天车轮磨损表面依次进行车削疲劳层、清洗，得到预处理后的天车轮；/n二、将步骤一预处理后的天车轮装卡于激光熔覆数控机床上；/n三、将天车轮修复材料通过同轴送粉直接输送到激光熔池，通过柔性机械手将激光器焦点对准装卡于激光熔覆数控机床上的天车轮待熔覆部位进行熔覆；/n四、熔覆过程天车轮按设定速度转动，通过送粉量和熔覆次数来调整熔覆层厚度；/n五、对步骤四熔覆后的天车轮进行超声波和表面着色探伤；/n六、在步骤五对天车轮进行检测后的天车轮进行车削加工，得到表面光洁度、尺寸均符合图纸要求的再制造天车轮；/n七、对步骤六再制造后的天车轮进行超声波时效处理，处理时间为5-10min，去除残余应并强化天车轮，得到修复后的天车轮。/n

【技术特征摘要】
1.一种天车轮的激光熔覆再制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、对天车轮磨损表面依次进行车削疲劳层、清洗，得到预处理后的天车轮；
二、将步骤一预处理后的天车轮装卡于激光熔覆数控机床上；
三、将天车轮修复材料通过同轴送粉直接输送到激光熔池，通过柔性机械手将激光器焦点对准装卡于激光熔覆数控机床上的天车轮待熔覆部位进行熔覆；
四、熔覆过程天车轮按设定速度转动，通过送粉量和熔覆次数来调整熔覆层厚度；
五、对步骤四熔覆后的天车轮进行超声波和表面着色探伤；
六、在步骤五对天车轮进行检测后的天车轮进行车削加工，得到表面光洁度、尺寸均符合图纸要求的再制造天车轮；
七、对步骤六再制造后的天车轮进行超声波时效处理，处理时间为5-10min，去除残余应并强化天车轮，得到修复后的天车轮。


2.根据权利要求1所述的一种天车轮的激光熔覆再制造方法，其特征在于：步骤一中单边车削疲劳层的厚度为1.0-4.0mm。


3.根据权利要求1所述的一种天车轮的激光熔覆再制造方法，其特征在于：步骤三中采用光纤激光器进行熔覆，光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：付宇明，张阔，郑立娟，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13