电动机芯轴的激光熔敷强化工艺制造技术

本发明专利技术公开了电动机芯轴的激光熔敷强化工艺，这种强化工艺在芯轴的轴承位置以激光熔敷技术先熔敷一层１８－８型奥氏体不锈钢作为打底层，然后再熔敷一层１Ｃｒ１３型马氏体不锈钢作为抗磨抗蚀表面层，实现梯度强化，使电动机芯轴具有更长的使用寿命和更平衡的运行性能，避免了芯轴在轴承位置腐蚀、磨损引起的跳轴和轴瓦拉毛等使用问题。该工艺参数可控性强，加工操作方便，便于工业化大批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械装备领域的电动机，特别涉及电动机芯轴的局部复合强化工艺。
技术介绍
电动机芯轴是电动机转子的主要组成部分，也是电动机中的主要承载部件，作为 电动机核心部件的硅钢片及线圈绕组固定到芯轴上，硅钢片及线圈绕组在电磁场的作用 下，带动芯轴高速旋转，芯轴两边的轴承位置，即固定在电动机壳体上的轴瓦支承位置，长 期经受摩擦和高温，非常容易导致芯轴的磨损和腐蚀。芯轴磨损和腐蚀后直径变小，与轴瓦 的间隙变大，运转时出现径向跳动，并使整个电动机发出巨大的噪声，不仅影响作业环境， 还降低输出功率，严重的引起轴瓦拉毛，甚至出现烧瓦现象，使电动机报废。目前对电动机的研究都集中在转子上的硅钢及线圈方面，以期提升电动机额定功 率和运转效率，但对芯轴的研究很少，因此一直没有解决电动机在额定功率下的长期正常 运转问题。常用电动机芯轴由中碳钢经过调质热处理制造，虽然中碳调质钢在整体上具备 承受较大扭矩、应力等基本性能，但其抗磨损、抗腐蚀性很差，在芯轴的轴承位置最容易被 磨损、腐蚀，而使整根芯轴报废更换，造成大量的停工检修和备品备件浪费，增加企业日常 生产中的损耗成本。若能在普通芯轴表面，特别是轴承位置进行强化处理，将能极大地延长 芯轴使用寿命，减小电动机运行噪声，实现长期稳定运转，使广大电动机应用企业实现节能 降耗生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种电动机芯轴的局部复合强化工 艺，该工艺是用激光熔敷技术在普通中碳调质钢电动机芯轴的轴承位置，复合上梯度强化 不锈钢，提高局部的抗磨性和抗腐蚀性，其制造工艺简单，参数可控性强，既保持了芯轴的 整体强度，又有局部的抗磨性和抗腐蚀性，使芯轴不会因为局部磨损和腐蚀导致过早地报 废更换，使用寿命是常用中碳调质钢芯轴的2倍以上，可有效减小电动机运行噪声，稳定电 动机的输出功率。该工艺不需要整体更换芯轴材质，具有很高的性价比，也适合工业化大规 模生产。本专利技术电动机芯轴的激光熔敷强化工艺，其特征在于，在芯轴的轴承位置以激光 熔敷技术生成梯度强化复合层，其制备工序如下A、装夹好电动机芯轴胚件(1)，转动夹具；B、在芯轴的轴承位置浇工业酒精初步清洗，再浇丙酮最终清洗；C、开启气动送粉装置，气动输送打底层粉料到芯轴的轴承位置；D、在芯轴的轴承位置用激光熔敷一层打底层O)；E、气动输送表面层粉料到打底层；F、在打底层上，用激光熔敷一层表面层(3)；G、机械加工出芯轴尺寸及粗糙度。上面所说的电动机芯轴夹具转动线速度为600mm/min。所说的打底层粉料是18-8型奥氏体不锈钢粉，粒度为100 300目，所说的打底 层O)的熔敷厚度为1 3mm。所说的表面层粉料是lCrl3型马氏体不锈钢粉，粒度为100 300目，所说的表面 层(3)的熔敷厚度为2 4mm。所说的激光熔敷功率为3. 5KW，带宽3mm。和现有技术相比，本专利技术具有以下优点或积极效果1、电动机芯轴本体仍采用中碳调质钢，保证整体的机械力学性能，仅在易受磨损 和腐蚀的轴承位置进行复合强化，在不增加很多生产成本的前提下，实现了芯轴的延寿，工 艺及产品的性价比高。2、采用激光熔敷技术，由于能量密度集中，把3. 5KW的功率直接作用在3mm直径的 光斑范围内，使粉料瞬间熔化并与下面的金属实现冶金结合，具有很高的界面结合强度，又 在下面整体金属的激冷作用，使凝固组织致密细小。3、整个激光熔敷过程都是在纯度99. 99%氩气保护环境下操作，因此复合强化层 组织中不会出现氧化渣等初始缺陷，保证了复合强化层的性能均勻性。4、在中碳调质钢上，先用激光熔敷18-8型奥氏体不锈钢打底层，再在打底层上激 光熔敷lCrl3型马氏体不锈钢，形成了梯度复合材料，打底层的硬度为HRC20 HRC25，表面 层的硬度为HRC^S HRC35，在复合强化厚度方向上形成了较好的硬度过渡，不会出现芯轴 运转过程中因材质硬度突变而产生应变不协调，导致复合界面疲劳破坏现象。5、在电动机芯轴的轴承位置表面，复合上了 lCrl3型马氏体不锈钢，不仅具有 HRC28 HRC35的高硬度，还具有比中碳调质钢高得多的抗腐蚀性，因此在芯轴运转过程 中，不容易受磨损和腐蚀，极大地延长了整个芯轴的使用寿命，使用寿命是常用中碳调质钢 芯轴的2倍以上。附图说明图1是经过激光熔敷强化的电动机芯轴剖视图；图2是图1中I部放大图；图3是电动机芯轴的激光熔敷强化工艺流程图。具体实施例方式下面通过实施例并结合附图对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术不限于这些实 施例，保护范围以权利要求为准。实施例1制备局部梯度复合强化的55KW交流电动机芯轴，具体工序如下。A、把中碳调质钢制作的电动机芯轴胚件(1)装上夹具，以线速度600mm/min转动夹具；B、在芯轴的轴承位置浇工业酒精初步清洗，再浇丙酮最终清洗；C、开启氩气气动送粉装置，输送18-8型奥氏体不锈钢粉料到芯轴的轴承位置；D、以功率3. 5KW，带宽3mm的激光照射18-8型奥氏体不锈粉料使其熔化，熔敷2mm4厚度打底层⑵；E、氩气气动输送lCrl3型马氏体不锈钢粉料到打底层上面；F、以功率3. 5KW，带宽3mm的激光照射lCrl3型奥氏体不钢粉料使其熔化，熔敷 3mm厚度表面层(3)；G、夹具上取下芯轴，机械加工出芯轴尺寸及粗糙度。实施例2制备热轧机夹送辊油缸缸套。制备情况和实施例1基本上一样，只是工序C中所使用的18-8型奥氏体不锈钢粉 料的粒度为200目，打底层的厚为Imm;工序E中所使用的lCrl3型马氏体不锈钢粉料的粒 度为200目，表面层的厚为4mm ；其余情况和实施例1相同。实施例3制备热轧机夹送辊油缸缸套。制备情况和实施例1基本上一样，只是工序C中所使用的18-8型奥氏体不锈钢粉 料的粒度为300目，打底层的厚为3mm ；工序E中所使用的lCrl3型马氏体不锈钢粉料的粒 度为300目，表面层的厚为2mm ；其余情况和实施例1相同。本文档来自技高网...

【技术保护点】
电动机芯轴的激光熔敷强化工艺，其特征在于，在芯轴的轴承位置以激光熔敷技术生成梯度强化复合层，其制备工序如下：：Ａ、装夹好电动机芯轴胚件（１），转动夹具；Ｂ、在芯轴的轴承位置浇工业酒精初步清洗，再浇丙酮最终清洗；Ｃ、开启气动送粉装置，气动输送打底层粉料到芯轴的轴承位置；Ｄ、在芯轴的轴承位置用激光熔敷一层打底层（２）；Ｅ、气动输送表面层粉料到打底层；Ｆ、在打底层上，用激光熔敷一层表面层（３）；Ｇ、机械加工出芯轴尺寸及粗糙度。

【技术特征摘要】
1.电动机芯轴的激光熔敷强化工艺，其特征在于，在芯轴的轴承位置以激光熔敷技术 生成梯度强化复合层，其制备工序如下A、装夹好电动机芯轴胚件(1)，转动夹具；B、在芯轴的轴承位置浇工业酒精初步清洗，再浇丙酮最终清洗；C、开启气动送粉装置，气动输送打底层粉料到芯轴的轴承位置；D、在芯轴的轴承位置用激光熔敷一层打底层O)；E、气动输送表面层粉料到打底层；F、在打底层上，用激光熔敷一层表面层(3)；G、机械加工出芯轴尺寸及粗糙度。2.根据权利要求1的工艺，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑启宏，范云鹰，蒋业华，周荣，黎振华，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53[]