【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于增材制造领域，尤其涉及一种大型圆弧面导轨增减材组合制造方法。
技术介绍
1、圆弧面导轨是雷达天线座的关键传动部件，主要起支撑和导向作用。圆弧面导轨与雷达阵面背部桁架结构相连，其多个型面受滚轮组的滚压，保证雷达阵面的支撑强度和刚度，同时实现雷达阵面绕圆弧导轨中心俯仰运动。为了满足滚压表面强度和耐磨性要求，圆弧面导轨的滚压面通常制作一定深度的高硬度耐磨层。圆弧面导轨具有结构尺寸大(直径可达10m，重量超过10t)、耐磨型面多(不小于5个型面)、耐磨层硬度要求高(大于hrc48)、耐磨层厚(大于6mm)等特点。
2、目前，圆弧面导轨材料主要采用中碳调质钢，采用锻造圆环作为毛坯，先对圆环进行热处理及粗加工，然后分割为两个半圆环，之后对导轨面进行中频淬火，经整形校正后，最后精加工成型。实践表明，这种制造方法存在以下问题：1)调质钢碳当量较高，焊后有较大的淬硬倾向，焊缝韧性低，焊后容易产生延迟裂纹，这就限制了导轨与支撑桁架结构的连接方式，不可采用焊接，螺接需要零件安装边结构设计，增大了结构重量；2)中频淬火时易出现裂纹，为了满足要求的最终使用状态下的硬化层深度，以及中频淬火后精加工保证尺寸精度要求，毛坯中频淬火深度要求达到10mm以上，当中频淬火深度大于7mm时，因加热层的内外温差过大，淬火表面容易开裂；3)淬火后导轨变形大且不可控，因零件需要中频淬火的长度长，如果采用一次淬火，则中频感应设备的功率需要达到5000kw，国内目前无能达到此功率要求的工业设备。因此，只能采用两次或更多次淬火的方式实现中频淬火，而多次淬
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，包括以下步骤：
2、步骤1：材料锻造成圆环；
3、步骤2：圆环完全退火处理；
4、步骤3：粗车圆环；
5、步骤4：圆环去应力退火处理；
6、步骤5：将圆环分割成导轨毛坯；
7、步骤6：粗车导轨；
8、步骤7：导轨去应力退火处理；
9、步骤8：半精车导轨；
10、步骤9：安装导轨保形工装；
11、步骤10：在导轨基材上电弧增材耐磨层，在开始打印前采用感应加热毯对打印区域进行包裹加热，然后采用奥氏体不锈钢材料作为打底层进行熔覆，再堆焊多层耐磨材料，直至达到预设厚度，每层打印完成后清理打磨表面氧化皮，并控制层间温度；
12、步骤11：去应力退火处理；
13、步骤12：对导轨精加工，拆除导轨保形工装。
14、优选地，所述步骤1中，原材料为合金结构钢。
15、优选地，所述步骤9中，保形工装为桁架结构，通过螺接形成框架。
16、优选地，所述步骤10中，焊接电源采用cmt焊机，送丝速度4-7m/min，焊接速度6-9mm/s，堆焊层厚2.0-2.5mm。
17、优选地，所述步骤10中，打印前预热温度范围为150-200℃。
18、优选地，所述步骤10中，采用φ1.2的3l6l不锈钢焊丝作为打底过渡层。
19、优选地，所述步骤10中，采用φ1.2的耐磨焊丝堆焊表面耐磨层，焊丝化学成分：c≤0.4％，mn1.4～1.8％，si0.6-1.0％，cr5.5～8.5％，mo0.8～1.4％，w0.9～1.3％，v0.2～0.8％，其它＜0.5％，余量为fe；其中焊丝化学成分单位为质量百分数。
20、优选地，所述步骤10中，控制层间温度至100-150℃。
21、优选地，所述步骤11中，退火温度250-300℃，保温2-3小时，随炉降温至100℃后出炉空冷。
22、本专利技术与现有技术相比，具备的优点在于：
23、1)通过选用焊接性能较优的合金结构钢作为导轨基材，克服了中碳调质钢导轨不可采用焊接连接方式的缺点，以适应不同的应用安装条件。
24、2)电弧增材耐磨层，通过控制层厚和层数，可以获得比中频淬火更加精确和更深的硬面层厚度，以适应导轨不同承载条件下的硬面层深度要求。
25、3)为一种可以阻止裂纹产生的增材堆焊工艺，在基材上堆焊一层过渡层，再在过渡层上堆焊硬面层，过渡层材料是具有高于基材和硬面层材料延伸率的不锈钢材料，其在一定的变形范围内因具有良好的延展性，不易开裂。
26、4)通过采用保形工装和去应力退火，消除耐磨层增材过程中产生的应力，避免导轨变形，保证机加工后耐磨层深度一致性。
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1.一种大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，所述步骤1中，原材料为合金结构钢。
3.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，所述步骤9中，保形工装为桁架结构，通过螺接形成框架。
4.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，所述步骤10中，焊接电源采用CMT焊机，送丝速度4-7m/min，焊接速度6-9mm/s，堆焊层厚2.0-2.5mm。
5.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，所述步骤10中，打印前预热温度范围为150-200℃。
6.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，所述步骤10中，采用Φ1.2的3l6L不锈钢焊丝作为打底过渡层。
7.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，所述步骤10中，采用Φ1.2的耐磨焊丝堆焊表面耐磨层，焊丝化学成分：C≤0.4％，Mn1.4～1.8
8.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，所述步骤10中，控制层间温度至100-150℃。
9.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，所述步骤11中，退火温度250-300℃，保温2-3小时，随炉降温至100℃后出炉空冷。
...【技术特征摘要】
1.一种大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，所述步骤1中，原材料为合金结构钢。
3.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，所述步骤9中，保形工装为桁架结构，通过螺接形成框架。
4.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，所述步骤10中，焊接电源采用cmt焊机，送丝速度4-7m/min，焊接速度6-9mm/s，堆焊层厚2.0-2.5mm。
5.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其特征在于，所述步骤10中，打印前预热温度范围为150-200℃。
6.根据权利要求1所述的大型圆弧面导轨增减材组合制造方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：张希安，吴一豪，张柳，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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