[发明专利]一种蜗杆的激光熔覆再制造方法

说明书

技术领域 本发明属于激光熔覆技术领域，特别涉及一种蜗杆的修复方法。

背景技术 蜗杆与蜗轮配合用于传递交错轴之间的运动和动力，由于啮合副产生的热量多，受到的啮合力大，所以蜗杆在长期使用过程中容易出现变形、磨损等现象。特别是在工作过程中润滑油的使用，容易造成蜗杆表面的点蚀，这样极大地降低了蜗杆的使用寿命。同时，蜗杆一般都是由高性能合金钢制造的，由于蜗杆的损伤和失效，会造成材料的浪费以及成本的增加。

目前对于蜗杆的修复大多采用堆焊的方式，堆焊会使蜗杆的使用性能降低,并且堆焊层的性能得不到保障；堆焊对于蜗杆来说焊丝的摆放也会使焊接工艺变得复杂。

发明内容 本发明目的在于提供一种工艺简单、可控性强、节能环保、成本低的蜗杆的激光熔覆再制造方法。本发明主要是对磨损的蜗杆去除掉疲劳层，然后进行裂纹检测，接着将钴基合金粉末、粘结剂与丙酮的混合溶液均匀喷涂在蜗杆表面后烘干，采用半导体激光器将粉末熔覆在蜗杆基体上，最后进行机加工，从而满足蜗杆的使用要求。

本发明的技术方案如下：

(1)对蜗杆的表面进行清理，确定蜗杆表面磨损部位及其磨损量，根据检测结果，去除蜗杆表面的疲劳层；对待修复蜗杆使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理；

(2)对蜗杆采用磁粉探伤和超声波探伤，确保蜗杆无表面和内部缺陷。

(3)配制钴基合金粉末，将配制好的合金粉末放入三维混粉器中混合2～3小时，至均匀；所述钴基合金粉末的质量百分比为：碳化钛11-14、碳0.3-0.7、氟化钙5-7、氮化硅5-6、硼4-7、硅1-3、钒1.1-1.3、铁6-10、钼16-20，余量为钴，以上材料均为150-300目的合金粉末；

(4)按钴基合金粉末：粘结剂：丙酮的质量比为44-46：2-3.5：1-2.5的比例，将合金粉末、粘结剂与丙酮混合，均匀地喷涂在蜗杆表面，然后烘干，涂层厚度为1-3mm；所述粘结剂为环氧树脂；

(5)将蜗杆固定在大功率半导体激光熔覆加工数控机床上，采用大功率半导体激光器熔覆扫描，设定激光器熔覆工艺参数，矩形光斑为2×8mm，激光扫描速度为240-480mm/min，搭接率为30-40％，半导体激光器的扫描功率为2000-3000W，将钴基合金粉末熔覆在蜗杆表面，熔覆过程中采用惰性气体保护；所述保护气体为氩气；

(6)按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的蜗杆进行机械加工，达到尺寸和精度要求；

(7)对加工后的蜗杆进行表面着色探伤，检测是否有缺陷，保证蜗杆的表面质量均达到合格标准。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、工艺简单、节能环保、成本低，可以实现蜗杆的多次再制造。

2、再制造后的蜗杆具有更好的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能,降低了使用成本，具有突出的经济效益和社会效益。

3、较之同轴送粉，将合金粉末预置喷涂到蜗杆上，可以简化熔覆工艺。

具体实施方式

实施例1

对蜗杆的表面进行简单清理，确定蜗杆表面磨损部位及磨损量，根据检测结果，去除蜗杆表面的疲劳层0.5mm，对待修复蜗杆使用无水乙醇和丙酮反复清洗，除掉待熔覆部位的油污和锈蚀，并进行干燥处理；采用磁粉探伤和超声波探伤，确保去除疲劳层的蜗杆无表面和内部缺陷；配制钴基合金粉末，钴基合金粉末的质量百分比为14％碳化钛、0.3％碳、5％氟化钙、5％氮化硅、4％硼、3％硅、1.1％钒、6％铁、20％钼，余量为钴，以上材料均为150-300目的金属合金粉末，将按比例配制好的钴基合金粉末放入三维混粉器中混合3小时，将蜗杆固定在激光加工数控机床上，将钴基合金粉末、粘结剂与丙酮按44：3.5：2.5的比例混合，均匀地喷涂在蜗杆表面，然后烘干，涂层厚度为1mm；然后设定激光器熔覆工艺参数，激光器熔覆工艺参数为：功率P＝2000W、矩形光斑2×8mm、搭接率30％、扫描速度V＝240mm/min；将合金粉末混合溶液熔覆在蜗杆表面；按照图纸及有关技术要求对激光熔覆后的蜗杆进行机械加工；对加工后的蜗杆进行表面着色探伤，检测是否有缺陷，保证蜗杆的尺寸、形状、精度及表面质量均达到合格标准；检验合格后浸上防锈油，最后包装密封好。

实施例2