System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种油缸内孔高速激光熔覆的制造方法技术_技高网

一种油缸内孔高速激光熔覆的制造方法技术

技术编号:40820151 阅读:5 留言:0更新日期:2024-03-28 19:38
本发明专利技术提供了一种油缸内孔高速激光熔覆制造方法,包括以下步骤:第一部分:熔覆前加工:其关键部分是对螺纹段内表面不加工,保留螺纹段与刮滚面保持一致,在螺纹段左端面车第一倒角过渡至第一台阶,再继续车第二倒角过渡至刮滚面;第二部分:内孔高速激光熔覆:设定熔覆路径为:刮滚面、刮滚面右侧第二倒角、第一台阶、第一倒角、螺纹段内表面、止口和止口右端倒角熔覆一层;在各个倒角处再复熔一层;第三部分:高速激光熔覆后精加工;第四部分:焊缸底。该油缸内孔高速激光熔覆制造方法满足油缸内孔熔覆需求、变形量小、精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高速激光熔覆和加工方法,具体的说,涉及了一种油缸内孔高速激光熔覆制造方法。


技术介绍

1、液压支架油缸是煤矿机械关键部件,油缸的工作介质为乳化液或者浓缩液等。缸筒内孔受配液水中乳化液浓度波动的影响易被腐蚀;同时,若缸筒内孔表面硬度较低或表面处理层与基体结合力弱时,密封和油缸内孔的不断摩擦也易使油缸内孔受到磨损失效。因此,油缸内孔的耐腐蚀性、耐磨性、结合强度都至关重要。目前油缸内孔表面处理工艺主要是电镀和熔覆。电镀属于物理结合,结合力相对较弱。熔覆属于冶金结合,结合强度好。经相关文献报道,油缸内孔熔覆工艺有较大优势。

2、熔覆工艺有两种方式:1、采用焊丝堆焊技术(如cmt堆焊铜合金);2、采用粉末激光熔覆技术。

3、内孔cmt冷金属过渡堆焊铜合金工艺,具有堆焊层较厚(2.5-3.5mm)、成本高、铜合金硬度较低(180~230hb)等特点。并且为找准堆焊刮滚后,车油缸外圆的加工基准,缸口需堆焊2~4层。然后对缸筒进行整体刮滚,以刮滚面为基准,撑缸筒两端刮滚面车外圆,该铜合金堆焊技术热输入较大,缸口易变形。

4、中国专利cn113070638a《一种高耐腐液压缸缸筒的加工方法》,公开了一种内孔堆焊铜合金的加工工艺。由于铜合金与基材成分差异大,如与27simn等基材环缝焊接易出裂纹,易导致油缸漏液,为保证环缝焊接质量,缸筒缸尾处在堆焊前预留台阶(缸尾端部一定范围内镗至内孔直径不大于φ(d1~0.5)mm的台阶),但该加工方法难度大。

5、而激光熔覆工艺分为粉末普通激光熔覆和粉末高速激光熔覆,粉末普通激光熔覆,熔覆层厚度较厚,粉末利用率低,加工效率低,热输入较大,因此该工艺未大面积推广;粉末高速激光熔覆工艺,优点:熔覆层薄,熔覆和加工效率高,并且热输入小,缸筒变形量小,对焊接质量影响小,是目前主流的推广工艺方法,但将其应用于油缸内孔的熔覆处理,存在诸多问题。

6、一方面,由于受熔覆方式和设备局限,熔覆层薄且不能多层熔覆,导致熔覆刮滚后,无法以缸口精加工面为基准车油缸外圆。

7、另一方面,受熔覆设备的结构限制,对于油缸内孔的台阶/过渡倒角部位熔覆难度大,尤其是尖角部位易出现熔覆缺陷。

8、目前,围绕油缸内孔粉末高速熔覆的材料、熔覆工艺及加工工艺尚未有公开成熟的制造方法,如申请号为cn201410143265.7,专利技术名称为:一种内孔密封部位采用激光熔覆技术处理的液压支架油缸中,仅在密封部位(近油缸开口端)采用了激光熔覆技术,技术难度较小,并不影响后续的油缸加工。

9、为了解决以上存在的问题,人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是针对现有技术的不足,从而提供一种满足油缸内孔熔覆需求、变形量小、精度高的油缸内孔高速激光熔覆制造方法。

2、为了实现上述目的,本专利技术所采用的技术方案是:一种油缸内孔高速激光熔覆制造方法,包括以下步骤:

3、第一部分:熔覆前加工:

4、步骤1.1)采用冷拔管下料作为缸筒的主体,抛丸去除氧化皮;

5、步骤1.2)撑缸筒两端内孔,车缸筒左、右两端面,并车左、右两端面外圆倒角;

6、步骤1.3)焊上腔接头座;

7、步骤1.4)精镗内孔;

8、步骤1.5)撑缸筒两端内孔,依次车左、右两处架窝,车左、右两端外圆卡头,进一步车左、右外圆倒角;

9、步骤1.6)保持左端内撑不动,架右端架窝中心架,车缸口端止口,车止口右端倒角和左端倒角;

10、步骤1.7)螺纹段内表面不加工,保留螺纹段与刮滚面保持一致,在螺纹段左端面车第一倒角过渡至第一台阶,再继续车第二倒角过渡至刮滚面;

11、第二部分:内孔高速激光熔覆:

12、步骤2.1)卡左端卡头,架右端架窝,保证内孔径向跳动在设定范围内,将内孔激光熔覆枪头从缸筒缸口端伸入至缸筒尾端,以缸筒尾端为熔覆起点,设定熔覆路径为:刮滚面、刮滚面右侧第二倒角、第一台阶、第一倒角、螺纹段内表面、止口和止口右端倒角熔覆一层;

13、步骤2.2)在各个倒角处再复熔一层;

14、第三部分:高速激光熔覆后精加工:

15、步骤3.1)刮滚,顶缸筒两端面外倒角,刮滚头从缸口端进入,刮滚整体缸筒内孔至设定尺寸;

16、步骤3.2)左端撑缸筒刮滚面,右端撑缸筒螺纹段内表面,车左、右两处架窝,车右、左两端外圆卡头,然后卡左端外圆,架右端架窝,从缸口端开始车止口和螺纹段内表面;

17、步骤3.3)卡右端卡头,架左端架窝,平左端面至设计尺寸,车焊接坡口;

18、第四部分:焊缸底:

19、步骤4)将缸筒的主体和缸底配合进行焊接。

20、基上所述,步骤1.7)中,第一倒角为45°倒角,第一台阶尺寸为φ(d3+1)×4mm,第二倒角为20°倒角。

21、基上所述,高速激光熔覆开始前,调节送粉喷嘴与缸筒内表面的距离为10~15mm,熔覆一层厚度为0.2~1.2mm,倒角熔覆两层总厚度为0.4~2.4mm。

22、基上所述,高速激光熔覆过程中,采用粉末成分:cr:16.5~30%;ni:0.2~10%;mn:0.1~0. 5%;mo:0.2~3%;nb:0.2~1.2%;设置熔覆参数:功率4000~6000w,光斑直径φ3~4mm,激光波长1000~1200nm,线速度3~8m/min,送粉量20~35g/min,同轴保护气15~22l/min,载粉气流5~10l/min。

23、基上所述,步骤3.1)中,按图纸尺寸对油缸内孔14进行刮滚,单边熔覆层有效厚度0.1~0.9mm。

24、基上所述,步骤3.2)中,熔覆后对熔覆层表面打磨平整,测硬度范围为350-380hv;刮滚后,缸筒内孔熔覆层表面硬度420~430hv;对缸筒内孔进行取样测显微梯度硬度,熔覆层梯度硬度350~370hv,热影响区硬度260~290hv,基体硬度240~260hv。

25、基上所述,步骤2.1)中,用百分表测量内孔径向跳动,要求≤0.1mm。

26、基上所述,步骤1.4)中,精镗内孔至φ(d1+2a),熔覆层单边有效厚度a可选范围为0.2~1.2mm,粗糙度ra0.4~6.3,其中d1为刮滚面内径。

27、基上所述,步骤1.6)中,车缸口端止口为 (l3-2) ×φ(d2+2a),车止口右端 (l5+1) ×30°倒角,在止口左端车2×45°倒角,其中,l3为止口段长度,d2为止口内径,l5为止口右端倒角轴向长度。

28、基上所述,步骤4)中,焊接参数:打底焊参数为焊接电流在220~250a,焊接电压23.2~28.6v,打底焊速度230~260m/min;盖面焊接参数为焊接电流在250~300a,焊接电压28~31v,打底焊速度260~300m/min;焊接后对环缝焊进行ut探伤本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:步骤1.7)中,第一倒角为45°倒角,第一台阶尺寸为Φ(d3+1)×4mm,第二倒角为20°倒角。

3.根据权利要求2所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:高速激光熔覆开始前,调节送粉喷嘴与缸筒内表面的距离为10~15mm,熔覆一层厚度为0.2~1.2mm,倒角熔覆两层总厚度为0.4~2.4mm。

4.根据权利要求3所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:高速激光熔覆过程中,采用粉末成分:Cr:16.5~30%;Ni:0.2~10%;Mn:0.1~0. 5%;Mo:0.2~3%;Nb:0.2~1.2%;设置熔覆参数:功率4000~6000W,光斑直径Φ3~4mm,激光波长1000~1200nm,线速度3~8m/min,送粉量20~35g/min,同轴保护气15~22L/min,载粉气流5~10L/min。

5.根据权利要求4所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:步骤3.1)中,按图纸尺寸对油缸内孔14进行刮滚,单边熔覆层有效厚度0.1~0.9mm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:步骤3.1)后,熔覆后对熔覆层表面打磨平整,测硬度范围为350-380HV;刮滚后,缸筒内孔熔覆层表面硬度420~430HV;对缸筒内孔进行取样测显微梯度硬度,熔覆层梯度硬度350~370HV,热影响区硬度260~290HV,基体硬度240~260HV。

7.根据权利要求6所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:步骤2.1)中,用百分表测量内孔径向跳动,要求≤0.1mm。

8.根据权利要求7所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:步骤1.4)中,精镗内孔至Φ(d1+2a),熔覆层单边有效厚度a可选范围为0.2~1.2mm,粗糙度Ra0.4~6.3,其中d1为刮滚面内径。

9.根据权利要求8所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:步骤1.6)中,车缸口端止口为 (L3-2) ×Φ(d2+2a),车止口右端 (L5+1) ×30°倒角,在止口左端车2×45°倒角,其中,L3为止口段长度,d2为止口内径,L5为止口右端倒角轴向长度。

10.根据权利要求9所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:步骤4)中,焊接参数:打底焊参数为焊接电流在220~250A,焊接电压23.2~28.6V,打底焊速度230~260m/min;盖面焊接参数为焊接电流在250~300A,焊接电压28~31V,打底焊速度260~300m/min;焊接后对环缝焊进行UT探伤,确保无裂纹、气孔缺陷。

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【技术特征摘要】

1.一种油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:步骤1.7)中,第一倒角为45°倒角,第一台阶尺寸为φ(d3+1)×4mm,第二倒角为20°倒角。

3.根据权利要求2所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:高速激光熔覆开始前,调节送粉喷嘴与缸筒内表面的距离为10~15mm,熔覆一层厚度为0.2~1.2mm,倒角熔覆两层总厚度为0.4~2.4mm。

4.根据权利要求3所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:高速激光熔覆过程中,采用粉末成分:cr:16.5~30%;ni:0.2~10%;mn:0.1~0. 5%;mo:0.2~3%;nb:0.2~1.2%;设置熔覆参数:功率4000~6000w,光斑直径φ3~4mm,激光波长1000~1200nm,线速度3~8m/min,送粉量20~35g/min,同轴保护气15~22l/min,载粉气流5~10l/min。

5.根据权利要求4所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:步骤3.1)中,按图纸尺寸对油缸内孔14进行刮滚,单边熔覆层有效厚度0.1~0.9mm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的油缸内孔高速激光熔覆制造方法,其特征在于:步骤3.1)后,熔覆后对熔覆层表面打磨平整,测硬度...

【专利技术属性】
技术研发人员:程相榜张丽苹王树良张自强郑风波解恒阳郝俊辉王威洪臣陶汪张静
申请(专利权)人:郑煤机智鼎液压有限公司
类型:发明
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