[发明专利]激光点阵式熔凝强化圆锥破碎机轧臼壁和破碎壁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工技术，特别是一种激光点阵式熔凝强化圆锥破碎机轧臼壁和破碎壁的方法。

背景技术

圆锥破碎机轧臼壁和破碎壁，是矿山、水泥、电力等行业主要破碎设备-圆锥破碎机的核心消耗部件，在破碎过程中与物料直接接触，并承受物料的冲击、挂擦和磨损，目前国内外基本都使用高锰钢或改性高锰钢经水韧处理工艺后使用，利用高锰钢的自身冲击强化特性，来提高其使用寿命，但是在实际应用中，块状物料在破碎过程中存在大量的局部冲击、凿削和刮削作用，导致初期使用即有大量的表层金属损失，而表层金属的损失又导致刚产生一定硬化强度的表层被磨损掉，使得正常的连续强化过程难以建立，最终造成轧臼壁和破碎壁的使用寿命仅有200-240小时，为解决这一问题，国内外机构采用了多种方式进行试验，包括采用高耐磨合金、爆炸冲击强化、表面堆焊、镶嵌硬质合金等方式，但上述方法在应用中均有大量的不足，高耐磨合金大量使用钨、钼等贵重金属导致成本过高，性价比不佳；爆炸冲击在钢轨强化上效果很好，但对于曲面结构的轧臼壁和破碎壁来讲很容易导致局部断裂，并且工艺复杂、危险性大；表面堆焊由于轧臼壁和破碎壁厚度大且形状复杂，堆焊后易产生热疲劳裂纹进而导致堆焊层开裂或脱落；镶嵌硬质合金抗冲击性较好，但在混合磨损条件下容易产生“底蚀”现象，导致合金柱周边金属损失，进而脱落，且合金柱一旦脱落进入破碎腔，极易造成事故。而轧臼壁和破碎壁作为破碎设备的核心消耗部件，仅在鞍钢矿业公司年使用量即达一千余套价值近2亿元，所以寻找有效的提高轧臼壁和破碎壁寿命的工艺和方法是一项当前亟待解决的问题。

目前，关于利用激光熔凝技术的专利和报道较多，例如：

1、CN 101775474 B公开了一种激光宽带熔凝强化金属筛板的方法，用绞磨机清除金属筛板工作表面的氧化皮，并用丙酮清洗剂去除锈，用刷子将黑色碳素墨水吸光涂料均匀涂刷在属筛板基材表面，自然风干碳素墨水涂；用大功率激光器快速扫描筛板工作表面，实现筛板表面的快速加热和冷却，经过激光宽带熔凝强化后其显微硬度达到了HV0.3 1100以上，并且熔凝硬化层深度达到1.5mm 以上，它下面的相变硬化层也达到了1.2mm 以上。强化后的金属筛板表面具有很高的硬度和优良的耐磨性，显著提高了金属筛板使用寿命。本方法具有处理速度快、硬化层深度大、工件变形小、不需要介质、生产率高，成本低、无污染，经济效益显著；

2、CN 104148806 A公开了一种高铬铸钢轧辊表层疲劳微裂纹激光快速修复方法，其是对高铬铸钢表面疲劳微裂纹进行激光快速修复，获得耐腐蚀、耐高温磨 损性能的表面强化层。包括 ：①对带有表面疲劳微裂纹的高铬铸钢试样进行表面预处理，并预热到150℃保温1.5h；②激光光斑直径Φ3～Φ5.5mm，功率 1800 ～ 2700W，扫描速度300～1500mm/min，搭接率16.7%～50%，采用氩气为保护气体；③激光处理后进行560℃两次回火处理，每次保温时间 1h ；④激光熔凝处理过程中起始点和终止点均不得落在工件上。本发明的方法能使高铬铸钢表面疲劳微裂纹被熔合，激光熔凝层与基体呈冶金结合，厚度为0.4 ～ 0.7mm，硬度提高至 HV672，耐蚀性能较基体提高3倍，560℃和 650℃下的高温磨损性能较基体显著提高；

3、CN 101792906 B公开了一种激光局部熔凝仿生耦合处理机械部件方法，是在机械部件受摩擦面一定厚度的区域上，模仿生物体的耦合结构，利用激光熔凝填充到槽内或坑内不同种类的合金和陶瓷粉末加工制作成仿生耦合单元体。由仿生耦合单元体和工件表面组成仿生物表面的仿生耦合区域，即在试样表面根据生物体的结构，加工出凹坑或沟槽将拌有粘结剂的不同种类的合金和陶瓷粉末填充到槽内，紧实风干后进行激光熔凝仿生耦合处理。采用该方法可有效解决在急冷急热或反复摩擦工况下，机械部件表层抗疲劳特性以及表层耐磨性的问题。

综上所述，基于激光熔凝的工艺虽然在某些领域上解决了部分领域的强化及耐磨损性能的问题，但经本人检索查证，尚未见有使用激光熔凝手段对轧臼壁和破碎壁进行强化处理以及采用非连续点阵式进行激光强化处理的相关报道及论证。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种可以有效降低衬板的磨损，提高圆锥破碎机衬板使用寿命的激光点阵式熔凝强化圆锥破碎机轧臼壁和破碎壁的方法。

本发明的技术方案是：