專利名稱：一種防腐型液壓桿的制造方法及設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓桿的制造技術(shù)，尤其是指一種防腐型液壓桿的制造方法及設備。
背景技術(shù)：
煤礦液壓桿，是煤礦礦井中廣泛使用的液壓支架的核心部件。液壓桿的主要作用是支撐重量，因此需選擇性能良好的抗壓強度高的鋼材作為其基體材料。目前制造液壓桿基體的材料大多數(shù)是選用27SiMn。而液壓桿的表面由于工作時會和液壓缸中的密封圈產(chǎn)生刮碰，因此液壓桿的表面需要有很好的光潔度，否則會刮壞密封圈，使液壓支架失效；另外，處在采煤工作面的液壓桿時刻會受到飛濺的煤粒甚至是煤塊的撞擊，因此液壓桿的表面需要有一定的硬度，否則會被撞出麻點或凹坑而致?lián)p壞；此外，由于煤礦礦井中的嚴重腐蝕，影響液壓桿的使用壽命，因此現(xiàn)有的液壓桿表面都采用鍍鉻的方式抗腐蝕。因此，液壓桿的芯部抗壓強度要大、表面要有一定的硬度、光潔度及抗腐蝕性能，這就是液壓桿的基本要求，鑒于此，現(xiàn)有的液壓桿由27SiMn作為基材+表面鍍鉻的方式制造而成?，F(xiàn)有的液壓桿最多使用2年即報廢，腐蝕嚴重的3個月就得更換，平均I年就得更換一次，這是由于目前使用的液壓桿表面普遍使用鍍鉻的方式防腐蝕，而這種防腐蝕方式遠遠未能達到礦井環(huán)境中的防腐要求。這是由于礦井中存在著大量的45、即氣體，這些氣體與礦井中的水分發(fā)生化學反應生成硫酸、磷酸，鍍鉻是一種通過化學反應將鉻離子粘附在液壓桿基體表面的技術(shù)，這是一種機械結(jié)合，硫酸、磷酸通過鉻離子的縫隙滲入液壓桿基體表面，腐蝕液壓桿。目前常見的表面覆層的方法中，堆焊技術(shù)、等離子技術(shù)、熱噴涂技術(shù)都能將某種粉末“涂”或“粘”在液壓桿表面，但是這些工藝技術(shù)都有各自缺點:
堆焊防腐層和等離子熔覆防腐層是可以解決液壓桿表面的腐蝕問題，但是無論是堆焊防腐層和等離子熔覆防腐層，都無法解決熱傳導的問題，這是工藝特點決定的。堆焊和等離子熔覆的熱傳導都很嚴重，實施這些工藝時，整個液壓桿都是發(fā)燙的狀態(tài)(嚴重者達到1000°C左右，燒紅的狀態(tài)一奧氏體)，這種狀態(tài)下液壓桿芯部的韌性遭到了破壞，使液壓桿的抗壓性能迅速下降，也就是說，堆焊了防腐層，解決了防腐的問題，卻同時帶來了新的問題一液壓桿韌性下降；熱噴涂技術(shù)的噴涂結(jié)合力不強，影響使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種防腐性能好，使用壽命長的防腐型液壓桿的制造方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種防腐型液壓桿的制造設備。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種防腐型液壓桿的制造方法，其包含以下步驟:SI，選用產(chǎn)品毛坯:采用表面沒有鍍層的液壓桿基體作為毛坯；S2，對所述毛坯進行表面車削:對毛坯的單邊車去0.7-1.0mm ；S3，對表面車削后的毛坯進行激光粉末熔覆全表面的處理:將表面車削后的毛坯安裝在激光粉末熔覆裝置的數(shù)控加工機床工作臺卡盤上，用其中激光器產(chǎn)生的激光將其中送粉器中的合金粉末熔覆在車削后的毛坯全表面，形成激光粉末熔覆層；所述合金粉末的成分和配方(％):C:0.05 ；Cr:18.1 ；Mn:0.6 ；Si:0.7 ；Ni:2.2 ；Mo:2.2 ；Fe:余量；S4，檢驗激光粉末熔覆層的質(zhì)量:人工觀察激光粉末熔覆層是否存在缺陷，如果存在缺陷，重復上述步驟S3，進行修補，直至車削后的毛坯全部表面都熔覆完整，成為液壓桿廣品半成品；S5，對液壓桿產(chǎn)品半成品進行機加工:精車或精磨成所需尺寸的液壓桿；S6，對機加工后的液壓桿進行檢驗，符合尺寸要求和激光粉末熔覆層無缺陷的產(chǎn)品為合格的防腐型液壓桿廣品；S7，對防腐型液壓桿產(chǎn)品進行包裝打包。所述激光粉末熔覆層缺陷是指熔覆層開裂或存在凹坑。所述步驟S3中，機床工作臺卡盤轉(zhuǎn)速調(diào)整在使毛坯旋轉(zhuǎn)時的線速度為450-550mm/ 分鐘。所述激光粉末熔覆層的厚度為1.0-1.3_。所述步驟S5中，精車或精磨成所需尺寸的液壓桿是指將液壓桿產(chǎn)品半成品安裝在車床上，按照成品尺寸要求，將其精車削至成品尺寸，如果車削已符合成品表面粗糙度的要求，機加工結(jié)束；如果車削還不符合成品表面粗糙度的要求，則再上磨床進行精磨至符合成品表面粗糙度的要求。所述步驟S6中，對機加工后的液壓桿進行檢驗，是尺寸檢驗及激光粉末熔覆層質(zhì)量的最后檢驗，如果符合尺寸要求和激光粉末熔覆層無缺陷，則該產(chǎn)品為合格的防腐型液壓桿；如果不符合尺寸，而激光粉末熔覆層無缺陷，則重復上述步驟S5 ;如果激光粉末熔覆層有缺陷，無論尺寸是否符合，需重復上述步驟S3-S5，直至成為合格的防腐型液壓桿產(chǎn)品。本發(fā)明的另一目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種的防腐型液壓桿的制造設備，其包含:機床，包括:對表面沒有鍍層的液壓桿毛坯進行表面車削以及對液壓桿產(chǎn)品半成品進行機加工的車床；對液壓桿產(chǎn)品半成品進行機加工的磨床；激光粉末熔覆裝置，是對表面車削后的毛坯進行激光粉末熔覆全表面處理的裝置，其包含:激光器，是CO2激光器，其激光波長為10.6 μ m，運行功率為3.5-4.5KW ；送粉器，內(nèi)裝合金粉末，所述合金粉末的成分和配方(％):C:0.05 ；Cr:18.1 ；Mn:
0.6 ；Si:0.7 ；Ni:2.2 ；Mo:2.2 ；Fe:余量；數(shù)控加工機床，其機床工作臺卡盤上置放車削后的毛坯，所述激光器發(fā)出的激光與送粉器的送粉頭正對車削后的毛坯端部；控制器，其是一個數(shù)控系統(tǒng)，分別與所述激光器，送粉器，數(shù)控加工機床連接，使激光器產(chǎn)生的激光將送粉器送出的的合金粉末熔覆在車削后的毛坯全表面，使車削后的毛坯成為全表面有激光粉末熔覆層的液壓桿產(chǎn)品半成品；檢測器，采用卡尺，對液壓桿產(chǎn)品半成品進行尺寸檢測，檢測合格的為防腐型液壓桿廣品；打包裝置，采用木箱打包機對防腐型液壓桿產(chǎn)品包裝打包。所述車床與磨床的X軸加工長度均為至少3米，可加工工件的直徑均為至少Φ500mm。所述制造設備還包含:同步指示系統(tǒng)，設置在所述激光器發(fā)出激光的光路上，其是發(fā)出一束紅光的裝置，發(fā)出的這束紅光的路線和激光的路線一致；外光路系統(tǒng)，設置在所述激光器發(fā)出激光的光路上，其由數(shù)個透射鏡與數(shù)個反射鏡組成；冷水機組，與所述激光器與外光路系統(tǒng)連接。所述制造設備還包含用于搬運液壓桿毛坯，液壓桿產(chǎn)品半成品及LCAE液壓桿產(chǎn)品的行車起吊裝置。 本發(fā)明的有益效果:用本發(fā)明的方法制成的液壓桿解決了現(xiàn)有液壓桿的兩大問題:一是解決了液壓桿的防腐問題，現(xiàn)有鍍鉻液壓桿的防腐性能差，本發(fā)明的激光粉末熔覆層中的合金粉末中包含了耐磨性好的鎳、鉻，還包含防腐性能好的碳、錳、硅、鑰、鐵，并通過恰當?shù)牟牧吓浔?，熔覆之前無需預熱，熔覆完成之后無需保溫，即可達到熔覆層不開裂而防腐性能提升的效果。二是解決了液壓桿的壽命問題，本發(fā)明采用激光技術(shù)手段對液壓桿進行表面激光熔覆處理，激光作用的特點是熱影響區(qū)域小，只在液壓桿表面熱傳導，對液壓桿芯部韌性基本不影響，即，熔覆之后的液壓桿基體的韌性不遭到破壞，不會降低液壓桿的抗壓性能，這是堆焊熔覆及等離子熔覆所無法實現(xiàn)的。因此，本發(fā)明在提升防腐性能的同時不會降低液壓桿的抗壓性能，從而大大提高了產(chǎn)品的使用壽命。為進一步說明本發(fā)明的上述目的、結(jié)構(gòu)特點和效果，以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。


圖1為本發(fā)明的防腐型液壓桿的制造方法流程圖；圖2為本發(fā)明的防腐型液壓桿的制造設備示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例的附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細說明。為了表述方便，下文中將本發(fā)明的防腐型液壓桿，命名為“LCAE液壓桿”(LCAE:Laser Cladding&Anti_Errosion,即，激光熔覆+防腐)。本發(fā)明是用激光技術(shù)手段對液壓桿進行表面激光熔覆處理，解決液壓桿腐蝕的問題。參見圖1，本發(fā)明防腐型液壓桿的制造方法包含如下步驟:SI，選用產(chǎn)品毛坯:將現(xiàn)有液壓桿(表面沒有鍍層的液壓桿基體，市場有供應)作為本發(fā)明產(chǎn)品的毛坯(采用27SiMn材料)。S2，對所述毛坯進行表面車削:將毛坯安裝在車床上，按照成品尺寸要求，對毛坯的單邊車去0.7-1.0mm。S3，對表面車削后的毛坯進行激光粉末熔覆全表面的處理:用激光將合金粉末熔覆在車削后的毛坯表面，是對車削后的毛坯全表面覆蓋的熔覆，形成的激光粉末熔覆層的厚度為1.0-1.3_。作業(yè)時將車削好的毛坯安裝在激光粉末熔覆裝置的數(shù)控加工機床工作臺卡盤上，啟動激光粉末熔覆裝置，用其中激光器產(chǎn)生的激光將其中送粉器中的合金粉末熔覆在車削后的毛坯全表面。上述激光器最大功率為5KW，本發(fā)明采用的運行功率為3.5-4.5KW (本發(fā)明使用的激光粉末熔覆裝置中的激光器是CO2激光器，其激光波長為10.6 μ m);機床工作臺卡盤轉(zhuǎn)速調(diào)整在使毛坯旋轉(zhuǎn)時的線速度為450-550mm/分鐘。車削后的毛還熔覆前無需預熱，熔覆后無需冷卻，靠自然冷卻。所述合金粉末成分和配方(％):
權(quán)利要求
1.一種防腐型液壓桿的制造方法，其特征在于包含以下步驟: Si，選用產(chǎn)品毛坯:采用表面沒有鍍層的液壓桿基體作為毛坯； S2，對所述毛坯進行表面車削:對毛坯的單邊車去0.7-1.0mm ； S3，對表面車削后的毛坯進行激光粉末熔覆全表面的處理:將表面車削后的毛坯安裝在激光粉末熔覆裝置的數(shù)控加工機床工作臺卡盤上，用其中激光器產(chǎn)生的激光將其中送粉器中的合金粉末熔覆在車削后的毛坯全表面，形成激光粉末熔覆層；所述合金粉末的成分和配方(％):C:0.05 ；Cr:18.1 ；Mn:0.6 ；Si:0.7 ；Ni:2.2 ；Mo:2.2 ；Fe:余量； 54,檢驗激光粉末熔覆層的質(zhì)量:人工觀察激光粉末熔覆層是否存在缺陷，如果存在缺陷，重復上述步驟S3，進行修補，直至車削后的毛坯全部表面都熔覆完整，成為液壓桿產(chǎn)品半成品； 55,對液壓桿產(chǎn)品半成品進行機加工:精車或精磨成所需尺寸的液壓桿； S6，對機加工后的液壓桿進行檢驗，符合尺寸要求和激光粉末熔覆層無缺陷的產(chǎn)品為合格的防腐型液壓桿產(chǎn)品； S7，對防腐型液壓桿產(chǎn)品進行包裝打包。
2.如權(quán)利要求1所述的防腐型液壓桿的制造方法，其特征在于: 所述激光粉末熔覆層缺陷是指熔覆層開裂或存在凹坑。
3.如權(quán)利要求1所述的防腐型液壓桿的制造方法，其特征在于: 所述步驟S3中， 機床工作臺卡盤轉(zhuǎn)速調(diào)整在使毛坯旋轉(zhuǎn)時的線速度為450-550mm/分鐘。
4.如權(quán)利要求1所述的防腐型液壓桿的制造方法，其特征在于: 所述激光粉末熔覆層的厚度為1.0-1.3mm。
5.如權(quán)利要求1所述的防腐型液壓桿的制造方法，其特征在于: 所述步驟S5中，精車或精磨成所需尺寸的液壓桿是指將液壓桿產(chǎn)品半成品安裝在車床上，按照成品尺寸要求，將其精車削至成品尺寸，如果車削已符合成品表面粗糙度的要求，機加工結(jié)束；如果車削還不符合成品表面粗糙度的要求，則再上磨床進行精磨至符合成品表面粗糙度的要求。
6.如權(quán)利要求1所述的防腐型液壓桿的制造方法，其特征在于: 所述步驟S6中，對機加工后的液壓桿進行檢驗，是尺寸檢驗及激光粉末熔覆層質(zhì)量的最后檢驗，如果符合尺寸要求和激光粉末熔覆層無缺陷，則該產(chǎn)品為合格的防腐型液壓桿；如果不符合尺寸，而激光粉末熔覆層無缺陷，則重復上述步驟S5 ;如果激光粉末熔覆層有缺陷，無論尺寸是否符合，需重復上述步驟S3-S5，直至成為合格的防腐型液壓桿產(chǎn)品。
7.一種的防腐型液壓桿的制造設備，其特征在于包含: 機床，包括:對表面沒有鍍層的液壓桿毛坯進行表面車削以及對液壓桿產(chǎn)品半成品進行機加工的車床；對液壓桿產(chǎn)品半成品進行機加工的磨床； 激光粉末熔覆裝置，是對表面車削后的毛坯進行激光粉末熔覆全表面處理的裝置，其包含: 激光器，是C02激光器，其激光波長為10.6 μ m，運行功率為3.5-4.5KW ； 送粉器，內(nèi)裝合金粉末，所述合金粉末的成分和配方(％):C:0.05 ；Cr:18.1 ；Mn:0.6 ；Si:0.7 ；Ni:2.2 ；Mo:2.2 ；Fe:余量；數(shù)控加工機床，其機床工作臺卡盤上置放車削后的毛坯，所述激光器發(fā)出的激光與送粉器的送粉頭正對車削后的毛坯端部； 控制器，其是一個數(shù)控系統(tǒng)，分別與所述激光器，送粉器，數(shù)控加工機床連接，使激光器產(chǎn)生的激光將送粉器送出的的合金粉末熔覆在車削后的毛坯全表面，使車削后的毛坯成為全表面有激光粉末熔覆層的液壓桿產(chǎn)品半成品； 檢測器，采用卡尺，對液壓桿產(chǎn)品半成品進行尺寸檢測，檢測合格的為防腐型液壓桿產(chǎn)品; 打包裝置，采用木箱打包機對防腐型液壓桿產(chǎn)品包裝打包。
8.如權(quán)利要求7所述的防腐型液壓桿的制造設備，其特征在于: 所述車床與磨床的X軸加工長度均為至少3米，可加工工件的直徑均為至少Φ500_。
9.如權(quán)利要求7所述的防腐型液壓桿的制造設備，其特征在于: 所述制造設備還包含: 同步指示系統(tǒng)，設置在所述激光器發(fā)出激光的光路上，其是發(fā)出一束紅光的裝置，發(fā)出的這束紅光的路線和激光的路線一致； 外光路系統(tǒng)，設置在所述激光器發(fā)出激光的光路上，其由數(shù)個透射鏡與數(shù)個反射鏡組成； 冷水機組，與所述激光器與外光路系統(tǒng)連接。
10.如權(quán)利要求7所述的防`腐型液壓桿的制造設備，其特征在于: 所述制造設備還包含用于搬運液壓桿毛坯，液壓桿產(chǎn)品半成品及LCAE液壓桿產(chǎn)品的行車起吊裝置。
全文摘要
本發(fā)明為一種防腐型液壓桿的制造方法及設備，涉及液壓桿制造技術(shù)，解決現(xiàn)有液壓桿易腐蝕的問題，本方法包含選表面沒有鍍層的液壓桿基體為毛坯；對毛坯進行表面車削；對車削后的毛坯進行激光熔覆全表面處理，形成激光粉末熔覆層，合金粉末中包含C，Cr，Mn，Si，Ni，Mo，F(xiàn)e；檢驗激光粉末熔覆層的質(zhì)量，無缺陷的為液壓桿產(chǎn)品半成品；對液壓桿產(chǎn)品半成品進行機加工并進行最后檢驗，將合格的防腐型液壓桿產(chǎn)品進行包裝。本方法制成的液壓桿由于激光粉末熔覆層中的合金粉末中包含了耐磨性好及防腐性好的成份，提高了產(chǎn)品的防腐性能；另外，由于激光熔覆的熱影響區(qū)域小，熔覆后不會降低液壓桿的抗壓性能，大大提高了產(chǎn)品的使用壽命。
文檔編號C23C24/10GK103100826SQ20131004731
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者王綏義 申請人:上海高斯雷潔激光技術(shù)有限公司