一种激光直接沉积再制造壳体孔滚压凹槽的工艺方法技术

本发明专利技术涉及一种激光直接沉积再制造壳体孔滚压凹槽的工艺方法，属于激光加工技术领域。该方法主要针对的是材料强度为160

【技术实现步骤摘要】
一种激光直接沉积再制造壳体孔滚压凹槽的工艺方法


[0001]本专利技术涉及一种激光直接沉积再制造壳体孔滚压凹槽的工艺方法，属于激光加工
，主要针对的是材料强度为160
‑
1275MPa的带有轴承孔的壳体类零件的轴承孔边缘的再制造。

技术介绍

[0002]带有轴承孔的壳体零件，在检修过程中通常要拆卸轴承套进行轴承更换或修复，但是一些轴承套在有孔的壳体零件中，其壳体孔边缘以滚压槽口的方式进行轴承固定，因此在拆卸时常常破坏掉原有的滚压固定边，才能顺利将轴承套取出。这就导致后续轴承套在壳体零件中重复安装时，需要再次对轴承套进行滚压槽口定位，然而轴承孔边缘材料经过滚压后会变薄且原固定口材料已被破坏去除，导致轴承孔口缺少加工出滚压凹槽的余量，无法再次实现轴承套的装配固定。此类缺陷情况，有采用手工电弧堆焊的方式进行局部加工余量的补充，但是由于电弧堆焊修复局部位置，焊后的母材及焊缝的冶金质量难以保证，常常产生裂纹等缺陷，同时堆焊过程较高的热输入可能对壳体孔产生一定的变形，导致轴承与壳体装配困难。

技术实现思路

[0003]本专利技术涉及一种激光直接沉积再制造壳体孔滚压凹槽的工艺方法，目的是修复带有轴承，并使用滚压孔边缘槽口来定位轴承的壳体类零件，使得零件在检修过程中可破坏定位滚压槽口，自由拆卸检修轴承与轴承套。
[0004]本专利技术技术方案的具体内容是：
[0005]一种激光直接沉积再制造壳体孔滚压凹槽的工艺方法，主要针对的是材料强度为160
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1275MPa的带有轴承孔的壳体类零件，其特征在于：该方法的步骤是：
[0006](1)选择激光直接沉积材料；
[0007](2)再制造前拆卸壳体孔中装配的轴承；
[0008](3)拆卸后的壳体表面清理；
[0009](4)再制造前尺寸测量；计算需沉积厚度，并设计扫描路径；
[0010](5)激光直接沉积；采用激光填加粉末沉积方法恢复待滚压位置的尺寸；激光沉积的工艺参数为：激光功率500～800W，光斑直径0.6～0.8mm，激光移动速率400～500mm/min，相邻沉积道搭接率为40％
‑
50％，送粉速率2
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6g/min，送粉气流量5～10L/min，保护气流量10～15L/min，激光沉积的单层厚度控制在0.1～0.3mm之间，采用多层沉积完成；
[0011](5)再制造后测量沉积厚度；
[0012](6)根据轴承固定设计需要的收口尺寸，进行机加工沟槽；
[0013](7)无损检测；
[0014](8)轴承装配；
[0015](9)滚压收口。
[0016]所述步骤(1)选择激光直接沉积材料是选用与壳体母材成分接近的材料，该材料应具有良好的成形性与延展性，沉积时不易产生裂纹，与母材结合良好，在滚压时应具有良好的延展性，制备粒度为53μm～106μm的粉末材料。
[0017]所述步骤(3)拆卸后的壳体表面清理；采用手持电枪打磨去除已经滚压到孔内的壳体材料，在原凹槽位置到轴承边缘的滚压处进行表面打磨去除表面防锈涂层及之前滚压产生的褶皱或压痕，随后钢丝轮抛光打磨表面，最后用丙酮擦洗。
[0018]所述步骤(4)再制造前尺寸测量；采用游标卡尺，对待修复部位尺寸及深度进行测量，记录测量数据，计算需沉积厚度
[0019]所述步骤(4)设计扫描路径。根据壳体孔边缘缺少余量的情况，将需要再制造的部位平均划分为多块区域，在沉积时，以圆为中心均匀地对称地完成局部区域的沉积。
[0020]所述步骤(5)激光直接沉积；对于壳体孔边缘降低修复热输入，使用表面测温仪测温，每层沉积完成控制基体温升在150℃以内再开始下一层沉积。
[0021]所述步骤(5)再制造后测量；采用游标卡尺测量沉积厚度；激光直接沉积层留有0.1～0.3mm的加工余量。
[0022]所述步骤(7)无损检测，采用荧光探伤方法。
[0023]所述步骤(9)滚压收口；用钢球或冲头进行滚压、压紧。
[0024]本专利技术的有益效果：本专利技术采用激光直接沉积制造凹槽具有以下优势：使用激光直接沉积方法可整体补充壳体孔边缘的余量，不用只针对局部缺肉的地方进行补充，保证了补充余量的材料的一致性，进而保证在后续滚压的过程中延展性能的一致；激光为高能量密度热源，在极短的时间内材料完成熔化与凝固，对零件基体的热影响较小，引起壳体工件的热变形小；激光直接沉积为自动化设备，在壳体孔边缘沉积时，可通过机器路径编程保证孔边缘沉积的圆度，避免手工修复时，孔边缘余量补充不均匀的情况，同时自动化设备在沉积路径移动时速度稳定，使得熔深稳定，搭接处不易出现缺陷；激光直接沉积的精度较电弧焊接修复高，单道送粉一次沉积厚度0.1～0.5mm，单道沉积宽度也较小，可直接制造出凹槽，后续加工余量较小；通过填加不同粉末对孔边缘进行沉积，能显著改善孔边缘材料的耐蚀、耐磨、耐热、抗氧化等性能。
具体实施方式
[0025]以下将结合实例对本专利技术技术方案作进一步详述：
[0026]1、一种激光直接沉积再制造壳体孔滚压凹槽的工艺方法，主要针对的是材料强度为160
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1275MPa的带有轴承孔的壳体类零件，该方法的步骤是：
[0027](1)选择激光直接沉积材料；选用与壳体母材成分接近的材料，该材料应具有良好的成形性与延展性，沉积时不易产生裂纹，与母材结合良好，在滚压时应具有良好的延展性，制备粒度为53μm～106μm的粉末材料。
[0028](2)再制造前拆卸壳体孔中装配的轴承；避免在激光直接沉积过程中产生过大的热量导致轴承变形。
[0029](3)拆卸后的壳体表面清理；采用手持电枪打磨去除已经滚压到孔内的壳体材料，在原凹槽位置到轴承边缘的滚压处进行表面打磨去除表面防锈涂层及之前滚压产生的褶皱或压痕，随后钢丝轮抛光打磨表面，尽可能使得打磨面平整过度，最后用丙酮擦洗，露出
金属光泽。
[0030](4)再制造前尺寸测量；采用游标卡尺，对待修复部位尺寸及深度进行测量，记录测量数据，计算需沉积厚度并设计扫描路径。扫描路径是根据壳体孔边缘缺少余量的情况，将需要再制造的部位平均划分为多块区域，在沉积时，以圆为中心均匀地对称地完成局部区域的沉积。例如，将需要再制造的圆弧，以时钟位置划分多块区域，可先沉积12点方向，之后沉积6点方向，然后沉积3点方向，再沉积9点方向，以此类推。在需沉积厚度较大，沉积层数较多的情况下，使用整圈沉积扫描的路径时，应不断变换起始点与终点的位置，如第一层12点钟为起始点，第二层3点钟为起始点，第三层9点钟为起始点，第四层12点钟为起始点，同时在相邻层应交替使用顺时针与逆时针的不同的方向路径。这种将圆弧区域划分为多块、变换起始点和变换顺逆时针方向的的扫描方式，可有效平衡沉积过程产生的应力，使得应力均匀分布，相互抵消，防止壳体孔边缘的变形，避免轴承无法装配。
[0031](5)激光直接沉积；采用激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光直接沉积再制造壳体孔滚压凹槽的工艺方法，主要针对的是材料强度为160
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1275MPa的带有轴承孔的壳体类零件，其特征在于：该方法的步骤是：(1)选择激光直接沉积材料；(2)再制造前拆卸壳体孔中装配的轴承；(3)拆卸后的壳体表面清理；(4)再制造前尺寸测量；计算需沉积厚度，并设计扫描路径；针对需要制备专用沟槽的壳体，可在孔边缘直接沉积制备楔形凹槽；针对不需要沟槽的壳体，则直接在孔边缘补充沉积材料至与基体平齐。(5)激光直接沉积；采用激光填加粉末沉积方法恢复待滚压位置的尺寸；激光沉积的工艺参数为：激光功率500～800W，光斑直径0.6～0.8mm，激光移动速率400～500mm/min，相邻沉积道搭接率为40％
‑
50％，送粉速率2
‑
6g/min，送粉气流量5～10L/min，保护气流量10～15L/min，激光沉积的单层厚度控制在0.1～0.3mm之间，采用多层沉积完成；(5)再制造后测量沉积厚度；(6)根据轴承固定设计需要的收口尺寸，进行机加工沟槽；(7)无损检测；(8)轴承装配；(9)滚压收口。2.根据权利要求1所述的激光直接沉积再制造壳体孔滚压凹槽的工艺方法，其特征在于：所述步骤(1)选择激光直接沉积材料是选用与壳体母材成分接近的材料，该材料应具有良好的成形性与延展性，沉积时不易产生裂纹，与母材结合良好，在滚压时应具有良好的延展性，制备粒度为53μm～106μm的粉末材料。3.根据权利要求1所述的激光直接沉积再制造壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国会，孙兵兵，秦仁耀，高超，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：