[发明专利]发动机曲轴激光熔覆修复工艺

说明书

技术领域

本发明属于激光熔覆技术领域，特别涉及一种发动机曲轴激光熔覆修复工艺。

背景技术

曲轴是发动机上最重要的部件，目前材质有球墨铸铁和钢两类。曲轴在工作过程中承受很大的弯曲和扭转应力，使得轴颈磨损和疲劳断裂成为曲轴的常见破坏形式，而且这些破坏形式起源于表面，因此曲轴的表面强化和修复显得尤为重要。

现有的曲轴的表面强化和修复方法有：中高频感应淬火、渗氮处理和氮碳共渗、喷丸强化以及热喷涂强化。上述表面处理方法虽然能提高耐磨性，但涂层与曲轴结合强度不好而且还容易由于局部应力集中而产生裂纹或涂层剥落，在一定程度上降低了其强化效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种发动机曲轴激光熔覆修复工艺。

采用的技术方案是：

发动机曲轴激光熔覆修复工艺，包括以下工艺过程：

1、在室温对曲轴表面进行除油除锈处理。

2、选用DL-HL-T10000型CO₂激光器，工作台为数控机床，利用激光器自动送粉装置把铁基或镍基自熔合金粉末送入熔池，在曲轴表面进行激光熔覆修复和强化；

 熔覆工艺参数如下：

熔覆功率P＝1000W～10000W

光斑直径D＝2mm～20mm

扫描速度V＝200～2000mm/min

搭接率20-40％

本发明与常规曲轴表面修复工艺相比较，其特点在于采用CO₂气体激光器，通过选取与曲轴材质相近的最佳的铁基或者镍基自熔合金粉末作为熔覆材料，设计合理并优化激光熔覆工艺参数，实现和曲轴基体良好的冶金结合，使得曲轴表面熔化深度小于0.1mm，涂层厚度控制在0.2至十几毫米范围内，形成氮化物弥散强化的无裂纹等缺陷的均匀致密的涂层，涂层的硬度达到HRC25～60，具有优良的耐磨性能。本发明的激光熔覆工艺还具有无污染、生产率高、能耗低、熔覆层加工余量小以及综合成本低等特点。另外，激光熔覆对磨损部件的修复还具有结合性强、残余应力小、无加工变形、表面硬度高、抗磨性好等优点，成为其在零部件的修复上具有很大发展潜力的加工技术。

具体实施方式

实施例一

首先在室温下对曲轴表面进行丙酮清洗，去除渍污和锈，然后选用DL-HL-T10000型CO₂激光器，工作台为SIEMENS数控机床，利用激光器自动送粉装置把铁基自熔合金粉末送入熔池，在曲轴表面进行激光熔覆。具体熔覆工艺参数如下：熔覆功率P＝3000W，光斑直径D＝5mm，扫描速度V＝500mm/min，搭接率25％。

实施例二

首先在室温下对曲轴表面进行丙酮清洗，去除渍污和锈，然后选用DL-HL-T10000型CO₂激光器，工作台为SIEMENS数控机床，利用激光器自动送粉装置把镍基自熔合金粉末送入熔池，在曲轴表面进行激光熔覆。具体熔覆工艺参数如下：熔覆功率P＝5000W，光斑直径D＝10mm，扫描速度V＝500mm/min，搭接率30％。

实施例三

首先在室温下对曲轴表面进行丙酮清洗，去除渍污和锈，然后选用DL-HL-T10000型CO₂激光器，工作台为SIEMENS数控机床。利用激光器自动送粉装置把铁基自熔合金粉末送入熔池，在曲轴表面进行激光熔覆。具体熔覆工艺参数如下：熔覆功率P＝8000W，光斑直径D＝15mm，扫描速度V＝800mm/min，搭接率30％。