專利名稱：一種中空液壓支架立柱及其包含該立柱的液壓支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種中空液壓支架立柱及其包含該立柱的液壓支架。
背景技術(shù)：
液壓支架立柱是礦山開采設(shè)備中的關(guān)鍵部件，在國內(nèi)，對(duì)于液壓支架立柱通常采用鍍鉻的方面進(jìn)行表面處理，從而來防止表面的生銹以及防腐蝕。然而鍍鉻層的耐磨性較差，一般經(jīng)過廣I. 5年之后，鍍鉻層就會(huì)出現(xiàn)起皮以及脫皮等現(xiàn)象，因此，乳化液就會(huì)腐蝕 立柱表面，從而會(huì)影響到液壓支架的使用效果。公告號(hào)為CN101875128B的中國專利公開了ー種礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法，其通過特定的激光熔覆エ藝條件來熔覆三層冶金材料，從而解決了礦用液壓支架立柱表面的耐磨性、防腐蝕性的問題，提高了使用壽命。具體的技術(shù)方案是，在對(duì)礦用液壓支架立柱進(jìn)行表面處理之后，進(jìn)行預(yù)熱，然后在特定的エ藝條件下，用熔覆用合金粉末材料依次鍍覆底層、中層和面層。其中，底層選用的熔覆用合金粉末材料的重量百分比為0. 1%的C、
3.2% 的 Si、0. 5% 的 Mn、10. 2% 的 Cr,8. 8% 的 Ni、0. 8% 的 Nb、0. 1% 的 B、0. 5% 的 P 和余量的Fe。公告號(hào)為CN102242361的中國專利申請(qǐng)公開了一種用于礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法，其步驟是使激光束和送粉器輸出的鎳基合金粉末流束沿立柱本體的活柱的表面形成螺旋狀掃描；激光頭輸出的激光束的截面設(shè)置為15 20_X I. 5^2. 5mm的矩形光斑，激光束的掃描線速度設(shè)置為48(T720mm/min，輸出激光束的激光器的輸出功率設(shè)置為720(T7400W。送粉器中輸出的你結(jié)合近粉末設(shè)置為按重量比含有彡0. 15%C、0. 5 I. 0%Si、
0.4 0. 8%Mn、17. 5 19. 5%Cr、21 25%Ni 和余量 Fe。對(duì)于上述的礦用液壓支架立柱的激光熔覆方法所得到的液壓支架立柱，其激光熔覆層均位于液壓支架立柱的外表面上，目前還沒有一種在內(nèi)表面上也具有激光熔覆層的液壓支架立柱。然而在液壓支架立柱的使用過程中，其內(nèi)表面也會(huì)面臨腐蝕和侵害。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種液壓支架立柱及其包含該立柱的液壓支架，該液壓支架立柱的主體的內(nèi)表面上具有激光熔覆層，能夠防止立柱的內(nèi)表面受到腐蝕和侵害。具體地，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下
技術(shù)方案I.
ー種中空液壓支架立柱，在中空液壓支架立柱的主體的內(nèi)表面上具有ー層以上的激光熔覆層。優(yōu)選地,所述中空液壓支架立柱的主體的內(nèi)徑為400mm以上,優(yōu)選為420mm以上，更優(yōu)選為450mm 600mm。技術(shù)方案2.
根據(jù)技術(shù)方案I所述的中空液壓支架立柱，其改變之處在于，在中空液壓支架立柱的主體的內(nèi)表面上具有兩層以上的激光熔覆層。技術(shù)方案3. 根據(jù)技術(shù)方案I或2所述的中空液壓支架立柱，其改變之處在于，所述中空液壓支架立柱的主體是合金結(jié)構(gòu)鋼的中空液壓支架立柱的主體。所述中空液壓支架立柱的主體優(yōu)選為27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼的中空液壓支架立柱的主體。技術(shù)方案4.
根據(jù)技術(shù)方案廣3中任意一項(xiàng)所述的中空液壓支架立柱，其改變之處在于，所述激光熔覆層的總厚度為0. 3^0. 9mm。技術(shù)方案5.
根據(jù)技術(shù)方案4所述的中空液壓支架立柱，其改變之處在于，所述激光熔覆層的總厚度為0. 4 0. 7mm。技術(shù)方案6.
根據(jù)技術(shù)方案5所述的中空液壓支架立柱，其改變之處在于，所述激光熔覆層的總厚度為0. 4 0. 5mm。技術(shù)方案7.
根據(jù)技術(shù)方案I飛中任意一項(xiàng)所述的中空液壓支架立柱，其改變之處在于，在中空液壓支架立柱的主體的外表面上也具有ー層以上的激光熔覆層。技術(shù)方案8.
一種液壓支架，包括權(quán)利要求廣7中任意一項(xiàng)所述的中空液壓支架立柱。根據(jù)上述技術(shù)方案I的中空液壓支架立柱，由于在其內(nèi)表面上具有激光熔覆層，所以能夠有效防止立柱的內(nèi)表面受到腐蝕和侵害。根據(jù)上述技術(shù)方案2的中空液壓支架立柱，由于具有兩層以上的激光熔覆層，可以更好地起到防止立柱的內(nèi)表面受到腐蝕和侵害的作用。在上述技術(shù)方案3的中空液壓支架立柱中，采用了較為常見的制造立柱用的材料，即采用了合金結(jié)構(gòu)鋼作為立柱的主體材料。根據(jù)上述技術(shù)方案4飛的中空液壓支架立柱，優(yōu)選了幾種激光熔覆層的總厚度。其中，如果在內(nèi)表面上只具有一層激光熔覆層，那么所述激光熔覆層的總厚度是指該ー層激光熔覆層的厚度，如果在內(nèi)表面上具有兩層以上的激光熔覆層，那么所述激光熔覆層的總厚度是指該兩層以上的激光熔覆層的各層厚度值的總和。根據(jù)上述技術(shù)方案7的中空液壓支架立柱，由于在中空液壓支架立柱的主體的內(nèi)外表面上均具有激光熔覆層，所以能夠起到全面地保護(hù)中空液壓支架立柱免受腐蝕和侵害。技術(shù)方案8是本發(fā)明所提供的一種液壓支架。由于具有上述技術(shù)方案廣7中任意一項(xiàng)所述的中空液壓支架立柱，所以該液壓支架的使用壽命將會(huì)更加長，并且力學(xué)性能也更好。


圖I是本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的液壓支架立柱的整體的示意圖。圖2是本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的液壓支架立柱的垂直于A-A軸方向的橫截面示意圖。圖3是本發(fā)明的第四種實(shí)施方式的液壓支架立柱的垂直于A-A軸方向的橫截面示意圖。圖4是本發(fā)明的第五種實(shí)施方式的液壓支架立柱的垂直于A-A軸方向的橫截面不意圖。
圖中的標(biāo)號(hào)分別表示
10——液壓支架立柱，101——液壓支架立柱的主體，102——激光熔覆層。
具體實(shí)施例方式為了使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更加清楚地了解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。第一種實(shí)施方式
首先通過附圖來說明液壓支架立柱的整體結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參見圖1，圖I是本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的液壓支架立柱的整體示意圖。從圖I可以看出，本發(fā)明的液壓支架立柱10的整體為中空的圓柱體型。圖中虛線A-A表示液壓支架立柱10的軸向。其中，虛線A-A通過液壓支架立柱10的上表面的圓心和下表面的圓心。請(qǐng)參見圖2，圖2是本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的液壓支架立柱的垂直于A-A軸方向的橫截面示意圖。從圖2可以看出，在本實(shí)施方式中的液壓支架立柱10包括液壓支架立柱的主體101和激光熔覆層102。該激光熔覆層102位于液壓支架立柱的主體101的內(nèi)表面上。所述液壓支架立柱的主體101是合金結(jié)構(gòu)鋼的立柱的主體，具體地，在本實(shí)施方式中采用的是27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼的立柱的主體。例如，針對(duì)于礦用液壓支架的立柱，那么只要是可以滿足現(xiàn)有技術(shù)中的煤礦或者其他礦中的使用條件即可，也就是說，在本發(fā)明中，對(duì)于液壓支架的立柱101的材料并沒有特殊的要求，優(yōu)選為27SiMn的液壓支架立柱的主體。所述激光熔覆層102位于液壓支架立柱的主體101的內(nèi)表面上，激光熔覆層102與液壓支架立柱的主體101的內(nèi)表面為冶金結(jié)合。在本實(shí)施例中，所述激光熔覆層102的厚度為0. 5mm。第二種實(shí)施方式
第二種實(shí)施方式與第一種實(shí)施方式的區(qū)別僅在于，在第二種實(shí)施方式中，所述激光熔覆層102的厚度為0. 7mm。
第三種實(shí)施方式
第三種實(shí)施方式與第一種實(shí)施方式的區(qū)別僅在于，在第三種實(shí)施方式中，所述激光熔覆層102的厚 度為0. 4mm。第四種實(shí)施方式
請(qǐng)參見圖3，圖3是第四種實(shí)施方式的液壓支架立柱的垂直于A-A軸方向的橫截面示意圖。第四種實(shí)施方式與第一種實(shí)施方式的區(qū)別僅在于，在第四種實(shí)施方式中，在液壓支架立柱的主體101的內(nèi)表面上具有兩層激光熔覆層102。對(duì)于這兩層激光熔覆層102的厚度，可以相等，也可以不相等。對(duì)于激光熔覆層102的層數(shù)，也可以為三層或者更多。第五種實(shí)施方式
請(qǐng)參見圖4，圖4是第五種實(shí)施方式的液壓支架立柱的垂直于A-A軸方向的橫截面示意圖。第五種實(shí)施方式與第一種實(shí)施方式的區(qū)別僅在于，在第五種實(shí)施方式中，不僅在液壓支架立柱的主體101的內(nèi)表面上具有一層激光熔覆層102，而且在液壓支架立柱的主體101的外表面上也具有激光熔覆層102。在液壓支架立柱的主體101的外表面上的激光熔覆層102的厚度為0. 5mm。對(duì)于在液壓支架立柱的主體101的外表面上的激光熔覆層102的層數(shù)，其也可以為兩層以上，其中，各層的厚度可以相等，也可以不相等。
另外，需要說明的是，本發(fā)明的中空液壓支架立柱，其內(nèi)表面上具有的激光熔覆層需要通過以下的方法來實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的利用ニ氧化碳激光器進(jìn)行激光熔覆的方法是不能夠得到本發(fā)明的中空液壓支架立柱的。而本發(fā)明的中空支架立柱的制備方法的要點(diǎn)在于，激光束和熔覆用合金粉末可以伸入到中空液壓支架立柱的內(nèi)部進(jìn)行激光熔覆。本發(fā)明的液壓支架立梓的制造方法
本發(fā)明所使用的液壓支架立柱為主體是合金結(jié)構(gòu)鋼的主體，型號(hào)為27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼。該立柱的外徑為450mm,內(nèi)徑為420mm。采用以下方法進(jìn)行激光熔覆
(I)將礦用液壓支架立柱進(jìn)行除銹、毛化處理。(2)裝入激光加工機(jī)床。(3)在一個(gè)エ步中送粉與激光熔覆同步進(jìn)行；激光器的輸出功率為4000W，激光掃描線速度為480mm/min,激光束為15*2. 5mm的矩形光斑(長為15mm,寬為2. 5mm);進(jìn)行掃描熔覆的方式進(jìn)行熔覆；
采用的激光熔覆用合金粉末，粒徑為44 178 Um0該組合物包含0. 02%的C，I. 5%的Si，0. 4%的Mn，15. 8%的Cr，4. 0%的Ni，余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)。該激光熔覆用合金粉末的送粉速度為38 40g/min。(4)進(jìn)行機(jī)械加工。對(duì)于得到的立柱進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，各項(xiàng)性能指標(biāo)如下
(I)無裂紋。(2)熔覆層硬度能夠達(dá)到45 HRC以上，礦井中使用壽命為5年以上，熔覆層與立柱基體的結(jié)合強(qiáng)度能夠達(dá)到310MPa以上，耐鹽霧性能96小時(shí)以上無變化。關(guān)于熔覆層與立柱基體的結(jié)合強(qiáng)度，其能夠達(dá)到310MPa以上。關(guān)于耐鹽霧性能試驗(yàn)，采用的是中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10125-1997，試驗(yàn)所用的藥品為氯化鈉的水溶液，濃度為50g/L±5g/L，PH為6. 5 7. 2，溫度為35° C ±2°C。
權(quán)利要求
1.ー種中空液壓支架立柱，其特征在于，在中空液壓支架立柱的主體的內(nèi)表面上具有ー層以上的激光熔覆層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中空液壓支架立柱，其特征在于，在中空液壓支架立柱的主體的內(nèi)表面上具有兩層以上的激光熔覆層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的中空液壓支架立柱，其特征在于，所述中空液壓支架立柱的本體是合金結(jié)構(gòu)鋼的中空液壓支架立柱的本體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中空液壓支架立柱，其特征在于，所述激光熔覆層的總厚度為 0. 3 0. 9mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中空液壓支架立柱，其特征在于，所述激光熔覆層的總厚度為 0. 4 0. 7mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的中空液壓支架立柱，其特征在于，所述激光熔覆層的總厚度為 0. 4 0. 5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的中空液壓支架立柱，其特征在于，在中空液壓支架立柱的主體的外表面上也具有ー層以上的激光熔覆層。
8.一種液壓支架，其特征在于，包括權(quán)利要求廣7中任意一項(xiàng)所述的中空液壓支架立柱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種中空液壓支架立柱及其包含該立柱的液壓支架。該中空液壓支架立柱的特征在于，在中空液壓支架立柱的主體的內(nèi)表面上具有一層以上的激光熔覆層。由于該液壓支架立柱的主體的內(nèi)表面上具有激光熔覆層，所以能夠防止立柱的內(nèi)表面受到腐蝕和侵害。
文檔編號(hào)E21D15/51GK102777193SQ20121026778
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者周峰, 張延亮, 李希勇, 杜伯奇, 楊慶東, 澹臺(tái)凡亮, 蘇倫昌, 董春春 申請(qǐng)人:山東能源機(jī)械集團(tuán)大族再制造有限公司